一種生物質(zhì)秸稈綜合利用聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)線及聯(lián)產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉屬于生物質(zhì)原料炭化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生物質(zhì)秸桿綜合利用聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)線及其聯(lián)產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是植物通過光合作用生成的有機物，生物質(zhì)能是太陽能的一種，生物質(zhì)是太陽能最主要的吸收器和儲存器，作為植物生物質(zhì)的主要成份一一木質(zhì)素和纖維素每年以約1640億噸的速度再生，如以能量換算相當于石油產(chǎn)量的15-20倍。如果這部份資源得到好的利用，人類相當于擁有一個取之不盡的資源寶庫。而且，由生物質(zhì)來源于空氣中的C02，燃燒后再生成C02，所以不會增加空氣中的C02的含量，因此生物質(zhì)與礦物質(zhì)能源相比更為清潔。
[0003]肯定沒有木炭貿(mào)易壁皇。因為木炭是需要砍伐林木的資源消耗性商品。發(fā)達國家為保護本國林業(yè)資源及生態(tài)環(huán)境，不生產(chǎn)木炭，對國外木炭零關(guān)稅進口。我國2003年起嚴格禁止原木炭出口。其他發(fā)展中國家消耗林木制炭，發(fā)展經(jīng)濟的同時，意識到保護環(huán)境的重要性紛紛效仿我國。全球氣候變暖、環(huán)境日益惡化、影響人類生存、恢復植被、讓森林吸收大量二氧化碳最為有效。木炭作為不可缺少的能源、尋找和開發(fā)替代產(chǎn)品是人類必經(jīng)之路。
[0004]2000年上半年美國通過開發(fā)發(fā)展(包括秸桿)生物質(zhì)能源的法案。下半年日本成立生物質(zhì)能源研宄開發(fā)機構(gòu)。2005年胡錦濤在北京國際可再生能源大會致辭中指出“可再生能源豐富、清潔，可永續(xù)利用。加強可再生能源開發(fā)利用，是應對日益嚴重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
[0005]國內(nèi)木炭產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀:
[0006]國內(nèi)木炭生產(chǎn)，多以月產(chǎn)3-5噸、十幾噸、分散的個體農(nóng)戶形式生產(chǎn)，產(chǎn)品基本分為:原木炭、嚴格禁止出口，鋸末機制炭、由于規(guī)模太小、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高、產(chǎn)量太低、沒有產(chǎn)品深加工能力、更加缺乏科技研發(fā)能力等原因、不具備與外商平等談判的實力。根本無法形成規(guī)?；?、企業(yè)化及產(chǎn)業(yè)化效益。
[0007]目前，生物質(zhì)的利用除了一部分當作飼料以外，大部分采用氣化爐使其燃燒并利用其燃燒過程中產(chǎn)生的可燃氣體作為能源再次利用，植物生物質(zhì)(包括據(jù)木、木柴，野草，松針樹葉，作物秸桿，牛羊畜糞，食用菌渣)中的碳元素質(zhì)量分數(shù)約為40%，其次為氫、氮、氧、鎂、硅、磷、鉀、鈣等元素。植物秸桿的有機成分以纖維素，半纖維素為主，質(zhì)量分數(shù)為50%。這些生物質(zhì)原料，在缺氧條件下加熱或燃燒，使之發(fā)生復雜的熱化學反應的能量轉(zhuǎn)化過程。此過程實質(zhì)是生物質(zhì)中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應條件下按照化學鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子。這樣生物質(zhì)中的大部分能量就轉(zhuǎn)移到這些氣體中。
[0008]該技術(shù)使用獨創(chuàng)炭化工藝使提高生產(chǎn)效率10倍，炭化僅需16小時左右。使煙桿、棉桿等秸桿炭化后的質(zhì)量，根據(jù)應用的不同，在某些炭化指標接近或超過普通木炭質(zhì)量。生產(chǎn)成本降低60%，生產(chǎn)過程環(huán)保無煙排放。摒棄了國際通用落后的干餾工藝、炭化168小時，只能炭化林木、生產(chǎn)過程濃煙污染、生產(chǎn)成本高的落后技術(shù)。
[0009]秸桿在自然條件下廢棄腐爛，產(chǎn)生的甲烷等有害氣體，是二氧化碳溫室效應的20多倍。秸桿制炭生產(chǎn)正好阻斷這一過程，秸桿炭應用燃燒后所剩于的灰分，經(jīng)山東省農(nóng)科院土肥研宄所檢驗含；磷1、28鉀9、89加入3%的氮就是復合肥。
[0010]在保證秸桿炭化質(zhì)量的同時，又實現(xiàn)熱能綜合利用。最小的機組相當于一臺GLGS-AII型號熱水鍋爐。輸出的熱水可用于:洗浴、取暖、烘干等行業(yè)。隨著技術(shù)的推廣覆蓋，僅我國農(nóng)村洗浴一項即可實現(xiàn)節(jié)煤540萬噸。
[0011]現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐，亦稱秸桿氣化爐或燃氣發(fā)生裝置等，在氣化爐當中，分直燃(半氣化)式和導氣(制氣)式氣化爐。
[0012]現(xiàn)有運行中的氣化爐雖然對生物質(zhì)原料進行了利用，但也存在著下列一些問題:
[0013]1、一些氣化爐對生物質(zhì)原料要求比較高，必須把生物質(zhì)原料粉碎成細小的顆粒，因此必須添加功率較大的粉碎機，從而造成生物質(zhì)利用的成本加大。由于原料破碎成細小顆粒，其運行溫度高達1100?1300°C，雖然產(chǎn)出氣體中焦油成分及冷凝物含量很低，碳轉(zhuǎn)化率可達90%，但由于運行溫度高易燒結(jié)，使氣化爐發(fā)生結(jié)渣而喪失氣化的功能，故選材較難，使可利用的生物質(zhì)原料范圍變窄，不利于生物質(zhì)利用的推廣。
[0014]2、木焦油問題是影響氣化氣使用的最大障礙。許多的氣化爐在氣化過程中對夾雜在可燃氣體中的木焦油沒有進行濾除，導致氣化氣在使用過程中木焦油糊住各類燃燒器的噴嘴，使燃氣灶具、燃氣鍋爐或燃氣發(fā)電機組無法長時間運行，直接影響了生物質(zhì)能源的利用。
[0015]3、對生物質(zhì)原料存放的環(huán)境要求及原料的單一使用，也使一些氣化爐無法正常工作，有的氣化爐因為沒有水分離裝置而要求生物質(zhì)原料中的水分在10%以下，否則氣化出的氣體因含水分過高而無法點燃，而目前生物質(zhì)原料的存放一般為露天存放，極易受到自然天氣的影響，如雨水及潮濕的環(huán)境很容易使生物質(zhì)原料受潮，在加上使用的原料單一，影響了氣化爐產(chǎn)氣的產(chǎn)量及質(zhì)量，氣化爐工作的連續(xù)性遭到了破壞。
[0016]4、造成了對環(huán)境的污染。許多氣化爐由于設(shè)計上的缺陷，造成煙霧對大氣的污染及難分解物對土壤的破壞，許多氣化爐在氣化過程中產(chǎn)生了灰渣與木焦油混合在一起的混合物，由于木焦油具有極強的抗氧化性，所以這種混合物在自然狀態(tài)下很難分解，大量混合物的產(chǎn)生會造成對土地的占用及對土壤的破壞。
[0017]5、許多功能完備的進口氣化爐設(shè)備，價格昂貴，投資額度大、回收期長，影響生物質(zhì)資源的利用。
[0018]此外傳統(tǒng)的制炭工藝一般采用燜燒、干餾燒制，上述傳統(tǒng)工藝具有資源浪費、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)量低、而且質(zhì)量差，同時在燜燒或干餾燒制過程產(chǎn)生一定大氣污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種資源利用率高，環(huán)保無污染、生產(chǎn)周期短、無三廢排放、易于推廣的生物質(zhì)秸桿綜合利用聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)線及其聯(lián)產(chǎn)方法。
[0020]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0021]一種生物質(zhì)秸桿綜合利用聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)線，其特征在于:包括炭化窯、初級凈化裝置、一級凈化回收裝置，引風機以及燃氣凈化回收利用裝置，所述炭化窯底部側(cè)壁上的抽風口通過風道連接初級凈化裝置，所述初級凈化裝置內(nèi)填充有生物質(zhì)粉碎秸桿，所述初級凈化裝置的出口通過管道連接一級凈化回收裝置，所述一級凈化回收裝置的出氣口通過管道連接引風機，引風機的出風口連接燃氣凈化回收利用裝置；
[0022]所述一級凈化回收裝置包括自初級凈化裝置的出口依次為，一級水洗塔、二級水洗塔、一級除焦器，二級除焦器，一級冷凝器、二級冷凝器，以及獨立設(shè)置在附近的冷凝循環(huán)水池、木醋酸回收池、木焦油回收池，所述的冷凝循環(huán)水池內(nèi)設(shè)置有循環(huán)水泵；上述的一級水洗塔和二級水洗塔的回水口連通木醋酸回收池，上述的一級除焦器、二級除焦器、一級冷凝器和二級冷凝器的回水口連通木焦油回收池，上述的一級冷凝器和二級冷凝器連通冷凝循環(huán)水池；上述的二級冷凝器的出氣口通過管道連接引風機；
[0023]所述引風機的出風口連通燃氣凈化回收利用裝置，主要包括燃氣凈化裝置、燃氣回收儲存裝置以及燃氣利用設(shè)備，所述的燃氣凈化裝置從風機出風口依次為旋風分離器、水封裝置、一級汽水分離器、二級汽水分離器、一級液相分離器、二級液相分離器、一級氣相分離器、二級氣相分離器、靜電除焦器；所述的燃氣凈化裝置與燃氣回收儲存裝置之間設(shè)置有水封裝置，所述的燃氣回收儲存裝置為儲氣罐，所述儲氣罐上設(shè)有壓力檢測表、安全閥、放空管、排水管以及安全人孔；所述燃氣回收儲存裝置與燃氣利用設(shè)備之間設(shè)有干燥器，所述干燥器的出口連接燃氣利用設(shè)備。
[0024]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案，所述初級凈化裝置內(nèi)填充有生物質(zhì)粉碎秸桿的粉碎大小為3?5mm。
[0025]所述燃氣利用設(shè)備包括居民區(qū)燃氣設(shè)備、工業(yè)鍋爐、供熱站、民用采暖爐以及熱力發(fā)電廠。
[0026]一種利用上述的裝備制備生物質(zhì)炭、燃氣、木焦油、木醋