專利名稱：生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，且尤其涉及一種自熱型連續(xù)式的生質(zhì)燃料產(chǎn)生 器，以大幅提升制備生質(zhì)燃料的效能。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，全球化石燃料價(jià)格高漲與溫室氣體減量議題，使得生質(zhì)能源的利用愈來(lái) 愈重要，也為生質(zhì)燃料帶來(lái)龐大的商機(jī)。然而，相較于傳統(tǒng)化石燃料而言，生質(zhì)燃料的能量 密度較低，使得生質(zhì)燃料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存及使用上的成本增加。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，預(yù)估至2025年 全世界生質(zhì)能源的發(fā)展?jié)摿蛇_(dá)二億千瓦，約占全世界發(fā)電裝置容量的6%以上。以臺(tái)灣生 質(zhì)能源的市場(chǎng)潛力而言，根據(jù)環(huán)保署的統(tǒng)計(jì)，目前臺(tái)灣每年約產(chǎn)生垃圾、廢木材及農(nóng)業(yè)廢棄 物等生質(zhì)能源約1000萬(wàn)公噸。依據(jù)臺(tái)灣地區(qū)農(nóng)牧廢棄物統(tǒng)計(jì)量估算，各類生質(zhì)廢棄物的等 效燃煤量為156萬(wàn)噸/年，加上都市垃圾的等效燃煤量為230萬(wàn)噸，以燃料價(jià)格居高不下的 國(guó)際趨勢(shì)，生質(zhì)燃料是極具應(yīng)用潛力的再生能源。但是，大部份生質(zhì)能源生產(chǎn)與使用區(qū)域并 不盡相同，且生質(zhì)能源生產(chǎn)具有區(qū)域性及季節(jié)性，因此，如何有效的儲(chǔ)存及運(yùn)輸生質(zhì)能源為 使用生質(zhì)能源上最重要的議題。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的生質(zhì)物(biomass)轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料(biomass fuel)的示意圖， 其中生質(zhì)物是以木材為例。請(qǐng)參考圖1，一般來(lái)說(shuō)，利用缺氧加熱的方式可將生質(zhì)物(木 材、稻草等等)轉(zhuǎn)換為生質(zhì)燃料，而生質(zhì)燃料的能量密度通常會(huì)與加熱的時(shí)間與溫度成正 向關(guān)系。木材(wood) 1在經(jīng)過(guò)加熱后，會(huì)排放出水氣(Moisture)、一氧化碳(C0)、二氧化碳 (C02)等等的合成氣以及酸性物(Acetic Acid)、甲醇(Methanol)、其它有機(jī)物(Organic)、 焦油(Tar)、樹(shù)脂(Resin)等等不良物質(zhì)，進(jìn)而增加能量密度以轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料，其中，水氣 (Moisture)、一氧化碳(C0)、二氧化碳(C02)用圖1中的2表示；酸性物(AceticAcid)、甲 醇(Methanol)用圖1中的3表示；其它有機(jī)物(Organic)、焦油(Tar)、樹(shù)脂(Resin)用圖 1中的4表示。承接上述，在木材初步排放出合成氣與不良物質(zhì)后，便以200°C 300°C缺氧加 熱2 3小時(shí)的炭焙(Torrefaction)方式(用a表示)，將木材的生質(zhì)物轉(zhuǎn)換成如褐煤 (Lignite) 5的生質(zhì)燃料。接著，更可以600°C以上缺氧加熱5小時(shí)以上的炭化(Charcoal) 方式(用b表示)，進(jìn)一步提升生質(zhì)燃料的能量密度至木炭的等級(jí)。生質(zhì)物炭焙技術(shù)為目前固體生質(zhì)燃料改質(zhì)可行技術(shù)之一。由于生質(zhì)物富含水份而 不利于儲(chǔ)存與運(yùn)輸，且若將生質(zhì)物直接燃燒會(huì)產(chǎn)生煙氣及其它有害物質(zhì)，因此，炭焙技術(shù)是 將生質(zhì)物置于缺氧高溫環(huán)境下，將生質(zhì)物內(nèi)所含的水份及揮發(fā)質(zhì)物質(zhì)去除，借以增加生質(zhì) 物儲(chǔ)存期限及降低運(yùn)輸成本。但是，現(xiàn)有的生質(zhì)物炭焙技術(shù)(或炭化技術(shù))，大部份采取外 加熱量的方式加熱，會(huì)因增加能源消耗而抵消運(yùn)輸成本減低的優(yōu)勢(shì)成本，因而，無(wú)法有效的 降低整體炭焙成本(或炭化技術(shù))。生質(zhì)物炭焙技術(shù)的熱能供應(yīng)方面，主要可分為燃燒方式加熱或是電加熱方式兩 種，這兩種加熱方式都需耗費(fèi)相當(dāng)?shù)哪芰?，?duì)于生質(zhì)燃料生產(chǎn)成本降低并無(wú)多大幫助。因此，開(kāi)發(fā)自熱型的炭焙(或炭化)工藝與設(shè)備，實(shí)有其必要性。此外，目前炭焙技術(shù)大多為 批次式的制作技術(shù)，往往無(wú)法迅速大量生產(chǎn)生質(zhì)燃料，因此，開(kāi)發(fā)連續(xù)式的炭焙(或炭化) 工藝與設(shè)備，也有其必要性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自熱型連 續(xù)式的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，以大 幅降低生質(zhì)燃料的生產(chǎn)成本，并可快速大量生產(chǎn)生質(zhì)燃料。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，移動(dòng)顆粒床具有適用于高溫、長(zhǎng)期操作與蓄熱等特性，相當(dāng)適合于生質(zhì) 物炭焙技術(shù)的應(yīng)用。經(jīng)由適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，采取合成氣回收燃燒直接加熱床質(zhì)、間接加熱生質(zhì)物 與床質(zhì)混合物、溫控裝置及床質(zhì)循環(huán)控制等的技術(shù)手段，即可穩(wěn)定的在適合反應(yīng)溫度及適 當(dāng)滯留時(shí)間下，以自熱方式達(dá)到生質(zhì)物炭焙(或炭化)目的，克服生質(zhì)物炭焙生產(chǎn)耗能的關(guān) 鍵阻礙，有效地從生質(zhì)物中去除水份，以獲致較高副加價(jià)值的炭焙成品(或炭化成品)，降 低生質(zhì)燃料生產(chǎn)成本及增加產(chǎn)品應(yīng)用性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，適于將生質(zhì)物轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃 料。生質(zhì)燃料產(chǎn)生器包括第一移動(dòng)顆粒床、第二移動(dòng)顆粒床、床質(zhì)以及分離裝置，其中第一 移動(dòng)顆粒床包括第一床體以及連接第一床體的第一床質(zhì)入口、第一床質(zhì)出口、生質(zhì)物入口 與合成氣出口，而第二移動(dòng)顆粒床包括第二床體以及連接第二床體的第二床質(zhì)入口、第二 床質(zhì)出口、合成氣入口與空氣入口，且第一床質(zhì)入口連接第二床質(zhì)出口，又合成氣入口連接 合成氣出口。床質(zhì)是自第二床質(zhì)入口進(jìn)入第二床體中移動(dòng)，并經(jīng)由第二床質(zhì)出口與第一床 質(zhì)入口移動(dòng)至第一床體中，以加熱自生質(zhì)物入口進(jìn)入第一床體的生質(zhì)物，而使生質(zhì)物轉(zhuǎn)變 成生質(zhì)燃料并排放出合成氣。合成氣經(jīng)由合成氣出口與合成氣入口進(jìn)入第二床體后，會(huì)與 自空氣入口進(jìn)入第二床體的空氣混合燃燒，以加熱位于第二床體中的床質(zhì)。分離裝置是連 接第一床質(zhì)出口，以分離生質(zhì)燃料與床質(zhì)，其中生質(zhì)燃料與床質(zhì)是經(jīng)由第一床質(zhì)出口進(jìn)入 分罔裝直。綜上所述，在本發(fā)明的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器中，通過(guò)床質(zhì)加熱生質(zhì)物，以使生質(zhì)物排放 出合成氣，并將合成氣進(jìn)行燃燒以再加熱床質(zhì)，如此，循環(huán)便無(wú)需由外界提供熱源加熱生質(zhì) 物，以有效降低制作生質(zhì)燃料的成本。為讓本發(fā)明的上述特征和特點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉諸實(shí)施例，并配合所附圖 式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的生質(zhì)物轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料的示意圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖。其中，附圖標(biāo)記1 木材(wood)2 水氣(Moisture)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)3 酸性物(Acetic Acid)、甲醇(Methanol)
4 其它有機(jī)物(Organic)、焦油(Tar)、樹(shù)脂(Resin)5 褐煤(Lignite)a 炭焙(Torrefact ion)方式b 炭化(Charcoal)方式50 生質(zhì)物60 生質(zhì)燃料200、300、400:生質(zhì)燃料產(chǎn)生器210 第一移動(dòng)顆粒床211 第一床體212:第一床質(zhì)入口213:第一床質(zhì)出口214:生質(zhì)物入口215:合成氣出口220 第二移動(dòng)顆粒床221 第二床體222:第二床質(zhì)入口223:第二床質(zhì)出口224:合成氣入口225:空氣入口230 床質(zhì)240、340 分離裝置252:第一閥門(mén)254:第二閥門(mén)256:第三閥門(mén)258:第四閥門(mén)341 分離槽342 第一導(dǎo)管343 第二導(dǎo)管344 加壓器345 篩網(wǎng)426:廢氣出口446:第三導(dǎo)管
具體實(shí)施例方式圖2為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖。請(qǐng)參考圖2，本發(fā)明的生 質(zhì)燃料產(chǎn)生器200包括第一移動(dòng)顆粒床210、第二移動(dòng)顆粒床220、床質(zhì)230以及分離裝置 240，其中第一移動(dòng)顆粒床210是連接于第二移動(dòng)顆粒床220與分離裝置240之間，以使床 質(zhì)230可從第二移動(dòng)顆粒床220移動(dòng)到第一移動(dòng)顆粒床210，再移動(dòng)到分離裝置240。在本 實(shí)施例中，床質(zhì)230例如為石英砂、陶瓷顆?；蚱渌线m的高比熱材質(zhì)，并通過(guò)重力而如沙漏般地自動(dòng)向下移動(dòng)。具體而言，第一移動(dòng)顆粒床210包括第一床體211、第一床質(zhì)入口 212、第一床質(zhì)出 口 213、生質(zhì)物入口 214以及合成氣出口 215，而第一床質(zhì)入口 212、第一床質(zhì)出口 213、生質(zhì) 物入口 214與合成氣出口 215是連接第一床體211以作為第一移動(dòng)顆粒床210的出入口。 類似地，第二移動(dòng)顆粒床220包括第二床體221、第二床質(zhì)入口 222、第二床質(zhì)出口 223、合成 氣入口 224與空氣入口 225，其中第二床質(zhì)入口 222、第二床質(zhì)出口 223、合成氣入口 224與 空氣入口 225是連接第二床體221以作為第二移動(dòng)顆粒床220的出入口。承接上述，第一床質(zhì)入口 212是連接第二床質(zhì)出口 223，且合成氣入口 224與合成 氣出口 215是相互連接，以構(gòu)成第一移動(dòng)顆粒床210與第二移動(dòng)顆粒床220之間的連接關(guān) 系。分離裝置240是連接第一床質(zhì)出口 213，以構(gòu)成第一移動(dòng)顆粒床210與分離裝置240之 間的連接關(guān)系。此外，床質(zhì)230是經(jīng)由第二床質(zhì)入口 222而進(jìn)入第二床體221中，而生質(zhì)物50是經(jīng) 由生質(zhì)物入口 214而進(jìn)入第一床體211中。在本實(shí)施例中，生質(zhì)物50，例如是木材或是農(nóng)業(yè) 廢棄物等生質(zhì)能源，并預(yù)先經(jīng)過(guò)切割處理而成為小塊狀，以方便與床質(zhì)230混合流動(dòng)加熱。床質(zhì)230在第二床體221中會(huì)緩慢向下流動(dòng)，并經(jīng)由第二床質(zhì)出口 223與第一床 質(zhì)入口 212而流動(dòng)至第一床體211以與生質(zhì)物50混合，并對(duì)生質(zhì)物50進(jìn)行加熱(稍候會(huì) 再詳述床質(zhì)230加熱的過(guò)程)。接著，床質(zhì)230與生質(zhì)物50緩慢向下流動(dòng)，而床質(zhì)230會(huì)在 移動(dòng)的過(guò)程持續(xù)對(duì)生質(zhì)物50加熱，以使生質(zhì)物50轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料60，其中生質(zhì)燃料60會(huì) 因?yàn)槿コ铣蓺舛黾幽芰棵芏?，且生質(zhì)燃料60體積會(huì)較原先的生質(zhì)物50為小。再來(lái)，床質(zhì)230與生質(zhì)燃料60會(huì)經(jīng)由第一床質(zhì)出口 213進(jìn)入分離裝置240。在本 實(shí)施例中，分離裝置240例如是旋風(fēng)分離器，以適于分離生質(zhì)燃料60與床質(zhì)230。接著，分 離出來(lái)的生質(zhì)燃料60即可進(jìn)行儲(chǔ)存或運(yùn)送作業(yè)，而回收的床質(zhì)230可經(jīng)由第二床質(zhì)入口 222再次進(jìn)入第二床體221中進(jìn)行循環(huán)加熱工藝。由于本發(fā)明制備生質(zhì)燃料60的過(guò)程是連續(xù)從生質(zhì)物入口 214通入生質(zhì)物50，而這 些生質(zhì)物50便會(huì)經(jīng)由缺氧加熱的工藝而轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料60，因此相較于現(xiàn)有技術(shù)批次式 的技術(shù)而言，本發(fā)明的連續(xù)式的制備技術(shù)可不間斷地通入生質(zhì)物50以產(chǎn)生生質(zhì)燃料60，進(jìn) 而大幅提升產(chǎn)量與設(shè)備利用率。此外，分離裝置240更可連接第二床質(zhì)入口 222，以將與生質(zhì)燃料60分離后的床質(zhì) 230直接送入第二床體221。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可通過(guò)其它運(yùn)送設(shè)備將回收后的床 質(zhì)230再進(jìn)行循環(huán)作業(yè)，而本發(fā)明并不限定之。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2，以下將詳述加熱床質(zhì)230的過(guò)程。在本實(shí)施例中，生質(zhì)物50在受到 床質(zhì)230的加熱后，會(huì)釋放出合成氣(未繪示)以增加能量密度，其中合成氣乃為一氧化碳 CO與氫氣H2等等氣體組合的混合氣體。這些合成氣會(huì)在床質(zhì)230與生質(zhì)物50的空隙中慢 慢向上移動(dòng)，并經(jīng)由合成氣出口 215與合成氣入口 224進(jìn)入第二床體221。此外，本發(fā)明也從鄰近合成氣入口 224的空氣入口 225通入空氣(未繪示)至第二 床體221中，以使空氣與合成氣混合進(jìn)行燃燒，以加熱位于第二床體221底部中的床質(zhì)230。 接著，這些加熱后的床質(zhì)230便會(huì)沿著第二床質(zhì)出口 223與第一床質(zhì)入口 212而滑落至第 一床體211頂部以加熱生質(zhì)物50，而使生質(zhì)物50釋放出合成氣。通過(guò)前述的循環(huán)過(guò)程，本 發(fā)明自熱型的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器200無(wú)需外界的能量供給，便可通過(guò)生質(zhì)物50所排放的合成氣燃燒加熱，以制備出生質(zhì)燃料60，故本發(fā)明可有效降低制作生質(zhì)燃料60的成本。一般來(lái)言，生質(zhì)物50所釋放出的合成氣并不易燃燒，特別是合成氣中氫氣H2的比 例較低時(shí)(取決于生質(zhì)物50的種類)，故本實(shí)施例是將合成氣與空氣進(jìn)行超焓燃燒，以使合 成氣更加容易與空氣進(jìn)行燃燒。當(dāng)合成氣與空氣均在室溫時(shí)，合成氣相較于空氣的混合比 例需大于特定值下，合成氣始會(huì)與空氣進(jìn)行燃燒。然而，當(dāng)合成氣與空氣均高于室溫時(shí)，前 述的特定值會(huì)下降，以使較低混合比例的合成氣與空氣便可進(jìn)行燃燒，而此即稱為超焓燃燒。另外，合成氣與空氣的溫度通常會(huì)與前述的特定值呈反向關(guān)系，也即當(dāng)合成氣與 空氣的溫度愈高時(shí)，僅以較少的合成氣便可進(jìn)行燃燒以加熱位于第二床體221底部中的床 質(zhì)230。故此，類似焚化爐的起爐作業(yè)，本實(shí)施例也可先進(jìn)行預(yù)燒的程序。承接上述，在此實(shí)施例中，生質(zhì)燃料產(chǎn)生器200更可包括引燃器(未繪示)，以預(yù)先 加熱位于第二床體221中的床質(zhì)230，以使該空氣接觸該床質(zhì)后的溫度大于超焓燃燒溫度。 這些加熱后的床質(zhì)230會(huì)向下流動(dòng)至第一床體211以加熱生質(zhì)物50而排放出合成氣。這 些合成氣在向上移動(dòng)至第二床體221底部的過(guò)程中，也會(huì)不斷被向下移動(dòng)的床質(zhì)230所加 熱，類似地，自空氣入口 225進(jìn)入第二床體221底部的空氣也會(huì)被床質(zhì)230所加熱。當(dāng)合成 氣與空氣的溫度分別超過(guò)各自的超焓燃燒溫度后，合成氣與空氣便會(huì)自發(fā)性開(kāi)始燃燒。接 下來(lái)便無(wú)需再用引燃器加熱位于第二床體221中的床質(zhì)230，這是由于合成氣與空氣混合 燃燒便足以加熱床質(zhì)230至所需的運(yùn)行溫度，而僅需不斷通入生質(zhì)物50而以自熱的方式制 備出生質(zhì)燃料60即可。詳細(xì)而言，當(dāng)合成氣以超焓燃燒方式于第二床體221中直接加熱移動(dòng)中的床質(zhì) 230，而熱氣可通過(guò)浮力效應(yīng)及床質(zhì)230循環(huán)移動(dòng)特性，提供穩(wěn)定高溫的炭焙或炭化環(huán)境。 也即，第二床體221底部燃燒所產(chǎn)生的熱氣，通過(guò)浮力效應(yīng)緩慢地加熱第二床體221中間與 頂部的床質(zhì)230，而第二床體221中間與頂部的床質(zhì)230向下流動(dòng)時(shí)，其溫度也緩慢上升。 當(dāng)床質(zhì)230移動(dòng)至合成氣入口 224與空氣入口 225附近時(shí)，床質(zhì)230溫度已達(dá)特定程度，而 高溫合成氣與空氣進(jìn)入具有多孔特性高溫床質(zhì)230中，便會(huì)進(jìn)行超焓燃燒。為求合成氣能均勻燃燒加熱第二床體221底部中的床質(zhì)230，合成氣入口與215合 成氣入口 224例如為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生環(huán)狀火焰均勻加熱床質(zhì)230，不過(guò)本發(fā)明并不限定合 成氣入口與215合成氣入口 224的結(jié)構(gòu)。此外，為避免第一床體211與第二床體221流失 熱量，本實(shí)施例也可于第一床體211與第二床體221外圍覆設(shè)絕熱材(未繪示)，以有效利 用自熱熱源。在本實(shí)施例中，主要是以炭焙方式進(jìn)行制備生質(zhì)燃料60，以求較佳的能源使用率。 故此，第一床體211的溫度可設(shè)定介于200°C 500°C之間，且第一床體211氣壓均例如是 小于2大氣壓，以提供生質(zhì)物50穩(wěn)定均勻的炭焙環(huán)境。類似地，第二床體221的溫度可設(shè) 定介于500°C 1000°C之間，且第二床體221的氣壓均例如是小于2大氣壓，以提供合成氣 穩(wěn)定均勻的超焓燃燒環(huán)境。承接上述，合成氣燃燒的溫度通常會(huì)大于1000°C以上，以加熱第二床體221底部 中的床質(zhì)230至500°C以上。隨著床質(zhì)230向下流動(dòng)而損失熱量，當(dāng)床質(zhì)230至第一床體 211時(shí)，便是以200°C 500°C之間的溫度均勻加熱生質(zhì)物50以制備出生質(zhì)燃料60。值得注 意的是，前述的溫度設(shè)定僅是舉例說(shuō)明本發(fā)明的炭焙條件，但本發(fā)明的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器200的制備程序并不僅于炭焙技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可參考前述說(shuō)明而輕易調(diào)整生質(zhì)燃料60 的制備條件(如改成炭化制備條件)，但其仍屬本發(fā)明的范疇內(nèi)。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2，為有效控制床質(zhì)230的溫度以形成穩(wěn)定的加熱環(huán)境，本實(shí)施例更可增設(shè)多個(gè)閥門(mén)以分別控制床質(zhì)230、合成氣以及生質(zhì)物50的流動(dòng)速率。具體而言，生質(zhì)燃料 產(chǎn)生器200更可包括第一閥門(mén)252、第二閥門(mén)254、第三閥門(mén)256與第四閥門(mén)258，其中第一 閥門(mén)252、第二閥門(mén)254、第三閥門(mén)256與第四閥門(mén)258均例如是球閥控制器。第一閥門(mén)252是連接于第一床質(zhì)入口 212與第二床質(zhì)出口 223之間，以控制位于 第二床體221底部中的床質(zhì)230進(jìn)入第一床體211的流量。第二閥門(mén)254是連接生質(zhì)物入 口 214，以控制生質(zhì)物50進(jìn)入第一床體211的流量。第三閥門(mén)256是連接于第一床質(zhì)出口 213與分離裝置240之間，以控制床質(zhì)230與生質(zhì)燃料60進(jìn)入分離裝置240的流量。第一 閥門(mén)252、第二閥門(mén)254與第三閥門(mén)256的流量控制需互相搭配，以達(dá)適當(dāng)?shù)募訜崴俣取５?四閥門(mén)258是連接于合成氣入口 224與合成氣出口 215之間，以控制合成氣進(jìn)入第二床體 221的流量，借此調(diào)整合成氣與空氣的混合比例，以進(jìn)行合適的超焓燃燒。本領(lǐng)域技術(shù)人員 當(dāng)可輕易理解，于此便不再多所著墨。附帶一提的是，第一閥門(mén)252除了用于控制床質(zhì)230進(jìn)入第一床體211的流量，更 可避免空氣從第二床體221進(jìn)入第一床體211，以使生質(zhì)物50能于第一床體211中進(jìn)行缺 氧加熱。類似地，第二閥門(mén)254、第三閥門(mén)256、第四閥門(mén)258也可避免空氣進(jìn)入第一床體 211。圖3為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖，而為簡(jiǎn)化敘述，相同 功能名稱的構(gòu)件仍會(huì)延用相同的標(biāo)號(hào)，并由于縮小圖示而省略繪示床質(zhì)、生質(zhì)物與生質(zhì)燃 料，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可配合圖2而輕易理解。請(qǐng)參考圖3，本實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器300 與前述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器200 (如圖2所示)相似，其差別僅在于生質(zhì)燃料產(chǎn)生器300的分 離裝置340包括分離槽341、第一導(dǎo)管342、第二導(dǎo)管343以及加壓器344。承接上述，第一導(dǎo)管342是連接分離槽341與第一床質(zhì)出口 213，而第二導(dǎo)管343 是連接分離槽341與第二床質(zhì)入口 222，且第一移動(dòng)顆粒床210、第二移動(dòng)顆粒床220以及 分離裝置340構(gòu)成封閉回路，以使床質(zhì)(未繪示)能于其中循環(huán)流動(dòng)。此外，加壓器344適 于以加壓氣體的方式，將生質(zhì)燃料(未繪示)與床質(zhì)沿著第一導(dǎo)管342吹進(jìn)分離槽341中， 而在分離槽341中利用重力自動(dòng)分離生質(zhì)燃料與床質(zhì)，其中較輕的生質(zhì)燃料便順著分離槽 341的頂端出口離開(kāi)分離槽341，而較重的床質(zhì)便會(huì)沿第二導(dǎo)管343再次進(jìn)入第二床體220 繼續(xù)加熱。附帶說(shuō)明的是，僅管生質(zhì)燃料的能量密度高于生質(zhì)物，但是生質(zhì)燃料的密度仍遠(yuǎn) 小于床質(zhì)，因此，可利用重力分離兩者，不過(guò)本發(fā)明并不限制分離生質(zhì)燃料與床質(zhì)的方式種 類。此外，為提升分離生質(zhì)燃料與床質(zhì)的效果，分離裝置340更可包括篩網(wǎng)345，其中篩網(wǎng) 345是配置于分離槽341中，以讓生質(zhì)燃料通過(guò)并阻擋床質(zhì)通過(guò)。另外，盡管本實(shí)施例的圖 示僅繪示單個(gè)分離槽341，但是在其它實(shí)施例中也可利用多個(gè)串聯(lián)的分離槽341以提升分 離效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可輕易理解，于此便不再多做解釋。在本實(shí)施例中，加壓器344是加壓常溫空氣，因此，床質(zhì)在回收的過(guò)程中較容易散 失熱量，以下將再另舉實(shí)施例以說(shuō)明本發(fā)明是如何善用所有內(nèi)生的自熱能源。圖4為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器的示意圖。請(qǐng)參考圖4，本實(shí)施例的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器400與前述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器300 (如圖3所示)相似，其差別僅在于生 質(zhì)燃料產(chǎn)生器400的第二移動(dòng)顆粒床220還包括廢氣出口 426，而分離裝置340還包括第三 導(dǎo)管446。此外，廢氣出口 426是連接第二床體221，并位于第二床體221的頂部，而第三導(dǎo) 管445是連接廢氣出口 426與加壓器344。合成氣與空氣在第二床體221中混合燃燒后會(huì)產(chǎn)生燃燒廢氣(未繪示)，而燃燒廢 氣會(huì)向上移動(dòng)而從廢氣出口 426離開(kāi)第二床體221以進(jìn)入第三導(dǎo)管445。接著，燃燒廢氣會(huì) 進(jìn)入加壓器344加壓，以將生質(zhì)燃料與床質(zhì)吹入分離槽341中。由于燃燒廢氣仍是高溫的 氣體，因此高壓的燃燒廢氣在回收運(yùn)送床質(zhì)的過(guò)程中，仍可適度維持床質(zhì)的溫度，借此充分 利用系統(tǒng)內(nèi)所有自生性的熱源。類似前述，本實(shí)施例更可于第一導(dǎo)管342、第二導(dǎo)管343以 及第三導(dǎo)管445外圍覆設(shè)絕熱材(未繪示)，以有效利用自熱熱源。綜上所述，在本發(fā)明的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器中，通過(guò)床質(zhì)加熱生質(zhì)物，以使生質(zhì)物排放 出合成氣，并將合成氣進(jìn)行燃燒以再加熱床質(zhì)，如此自熱循環(huán)便無(wú)需由外界提供熱源加熱 生質(zhì)物，以有效降低制作生質(zhì)燃料的成本。此外，本發(fā)明的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器為連續(xù)式的工 藝，以利迅速量產(chǎn)生質(zhì)燃料。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，適于將一生質(zhì)物轉(zhuǎn)變成一生質(zhì)燃料，其特征在于，該生質(zhì)燃料產(chǎn)生器包括一第一移動(dòng)顆粒床，包括一第一床體以及連接該第一床體的一第一床質(zhì)入口、一第一床質(zhì)出口、一生質(zhì)物入口與一合成氣出口；一第二移動(dòng)顆粒床，包括一第二床體以及連接該第二床體的一第二床質(zhì)入口、一第二床質(zhì)出口、一合成氣入口與一空氣入口，該第一床質(zhì)入口連接該第二床質(zhì)出口，且該合成氣入口連接該合成氣出口；一床質(zhì)，自該第二床質(zhì)入口進(jìn)入該第二床體中移動(dòng)，并經(jīng)由該第二床質(zhì)出口與該第一床質(zhì)入口移動(dòng)至該第一床體中，以加熱自該生質(zhì)物入口進(jìn)入該第一床體的該生質(zhì)物，使該生質(zhì)物轉(zhuǎn)變成該生質(zhì)燃料并排放出一合成氣，且該合成氣是經(jīng)由該合成氣出口與該合成氣入口進(jìn)入該第二床體后，會(huì)與自該空氣入口進(jìn)入該第二床體的一空氣混合燃燒，以加熱位于該第二床體中的該床質(zhì)；以及一分離裝置，連接該第一床質(zhì)出口，以分離該生質(zhì)燃料與該床質(zhì)，其中該生質(zhì)燃料與該床質(zhì)是經(jīng)由該第一床質(zhì)出口進(jìn)入該分離裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該合成氣與該空氣是進(jìn)行超 焓燃燒，且該合成氣與該空氣的溫度是高于室溫，該生質(zhì)燃料產(chǎn)生器還包括一引燃器，適于 預(yù)先加熱位于該第二床體中的該床質(zhì)，以使該空氣接觸該床質(zhì)后的溫度大于超焓燃燒溫 度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該分離裝置為旋風(fēng)分離器，該 床質(zhì)為石英砂或陶瓷顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該分離裝置更連接該第二床 質(zhì)入口，以將與該生質(zhì)燃料分離后的該床質(zhì)送入該第二床體，該分離裝置包括一分離槽；一第一導(dǎo)管，連接該分離槽與該第一床質(zhì)出口 ；一第二導(dǎo)管，連接該分離槽與該第二床質(zhì)入口 ；以及一加壓器，適于以加壓方式使該生質(zhì)燃料與該床質(zhì)沿該第一導(dǎo)管進(jìn)入該分離槽，以利 用重力分離該生質(zhì)燃料與該床質(zhì)，且該床質(zhì)沿該第二導(dǎo)管進(jìn)入第二床體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該分離裝置還包括一篩網(wǎng)，配 置于該分離槽中，以讓該生質(zhì)燃料通過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該第二移動(dòng)顆粒床還包括連 接該第二床體的一廢氣出口，且該分離裝置還包括一第三導(dǎo)管，該第三導(dǎo)管連接該廢氣出 口與該加壓器，該合成氣與該空氣混合燃燒后產(chǎn)生一燃燒廢氣，該燃燒廢氣經(jīng)由該廢氣出 口與該第三導(dǎo)管進(jìn)入加壓器加壓，以將生質(zhì)燃料與該床質(zhì)吹入該分離槽中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，還包括一絕熱材，該絕熱材包 覆該第一床體與該第二床體，且該合成氣入口與該合成氣入口為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，還包括一第一閥門(mén)，配置于該第一床質(zhì)入口與該第二床質(zhì)出口之間，以控制該床質(zhì)進(jìn)入該第 一床體的流量；一第二閥門(mén)，連接該生質(zhì)物入口，以控制該生質(zhì)物進(jìn)入該第一床體的流量；一第三閥門(mén)，配置于該第一床質(zhì)出口與該分離裝置之間，以控制該床質(zhì)與該生質(zhì)燃料 進(jìn)入該分離裝置之流量；以及一第四閥門(mén)，配置于該合成氣入口與該合成氣出口之間，以控制該合成氣進(jìn)入該第二 床體的流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三 閥門(mén)以及第四閥門(mén)為球閥控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，其特征在于，該第一床體的溫度介于 200°C 500°C之間，且該第一床體的氣壓小于2大氣壓，該第二床體的溫度介于500°C 1000°C之間，且該第二床體的氣壓小于2大氣壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生質(zhì)燃料產(chǎn)生器，包括第一移動(dòng)顆粒床、第二移動(dòng)顆粒床、床質(zhì)以及分離裝置，其中第一移動(dòng)顆粒床包括第一床體、第一床質(zhì)入口、第一床質(zhì)出口、生質(zhì)物入口以及合成氣出口，第二移動(dòng)顆粒床包括第二床體、第二床質(zhì)入口、第二床質(zhì)出口、合成氣入口以及空氣入口，且第一床質(zhì)入口連接第二床質(zhì)出口，又合成氣入口連接合成氣出口。床質(zhì)是自第二床質(zhì)入口進(jìn)入第二床體中移動(dòng)至第一床體中，以加熱自生質(zhì)物入口進(jìn)入第一床體的生質(zhì)物，使生質(zhì)物轉(zhuǎn)變成生質(zhì)燃料并排放出合成氣。合成氣進(jìn)入第二床體后，會(huì)與自空氣入口進(jìn)入第二床體的空氣混合燃燒，以加熱位于第二床體中的床質(zhì)。分離裝置適于分離生質(zhì)燃料與床質(zhì)。
文檔編號(hào)C10B53/02GK101798530SQ20091000532
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者萬(wàn)皓鵬, 吳森榮, 李宏臺(tái), 楊授印, 鐘一郎, 陳嘉元 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院