專利名稱：：農(nóng)林生物質(zhì)氣化方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及農(nóng)林生物質(zhì)(秸稈、雜樹、雜草、果殼)及其它有機(jī)物氣(炭)化方法及其氣(炭)化產(chǎn)物的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：目前，我國(guó)每年大約有農(nóng)林生物質(zhì)(秸稈、雜樹、雜草、果殼)及其它有機(jī)物50億噸，其中約30億噸被焚燒、腐爛、遺棄，造成了環(huán)境污染和資源流失。雖然有人提出了生物質(zhì)氣化或炭化方法，但其方法或者只能得到生物質(zhì)炭；或者只能得到氣化物可燃?xì)怏w；不能兼得生物質(zhì)炭和可燃?xì)怏w，無(wú)法作到資源的綜合利用。另外其方法難以操作，幾乎不可實(shí)現(xiàn)，難以推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種可以控制農(nóng)林生物質(zhì)氣化的方法，該方法簡(jiǎn)單可靠，易于控制，并可以得到生物質(zhì)炭、可燃?xì)怏w、生物質(zhì)醋液、焦油。該農(nóng)林生物質(zhì)(秸稈、雜樹、雜草、果殼)及其它有機(jī)物氣(炭)化方法，將農(nóng)林生物質(zhì)(較長(zhǎng)較大的需經(jīng)粉碎，顆粒直徑》0.5mm)投入上部開口、底部封閉的氣(炭)化爐，點(diǎn)燃生物質(zhì)，燃燒的生物質(zhì)形成燃燒層；生物質(zhì)在有限量地供應(yīng)氧氣燃燒后形成生物質(zhì)炭；燃燒層上部是有一定厚度的未燃燒生物質(zhì)層；設(shè)置在燃燒層的下方的抽風(fēng)裝置從氣化爐內(nèi)抽吸氣體；通過(guò)控制抽風(fēng)裝置的抽氣速度與燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積的比值，使得燃燒層的燃燒溫度在500—120(TC;抽風(fēng)裝置抽出的氣體經(jīng)氣液分離分別得到可燃?xì)怏w、生物質(zhì)醋液和焦油。因控制抽氣速度與燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積的比值的方法簡(jiǎn)單，十分易于實(shí)現(xiàn)，從而能有效地控制燃燒溫度在500—120(TC;生物質(zhì)在此溫度范圍內(nèi)燃燒，得到生物質(zhì)炭和氣化物，氣化物經(jīng)氣液分離可得到可燃?xì)怏w、生物質(zhì)醋液和焦油。本發(fā)明同時(shí)制得炭、氣、液產(chǎn)品。所得可燃?xì)怏w可用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，或者用于向用戶供氣。所得生物質(zhì)炭富含氮、磷、鉀等元素，可用于制備有機(jī)復(fù)合肥，以提高土壤肥力，長(zhǎng)期施用開有改善土壤理化性質(zhì)、增加土壤的含水量、透氣性，對(duì)已有的重金屬污染、退化的土壤起到改良、修復(fù)作用。生物質(zhì)還可用作鋼鐵工業(yè)的保溫材料，或用于制備工業(yè)和民用固體成型燃料。所得生物質(zhì)醋液是一種含有酸類、醇類、酯類、酚類、醛類等一百多種有機(jī)化學(xué)成分的酸性液體，可用于制備牲畜場(chǎng)所的消毒液、除臭劑，也可用于制備具有防蟲、防病的農(nóng)藥或農(nóng)藥助劑，還可用于制備促進(jìn)作物生長(zhǎng)的葉面肥。所得生物質(zhì)焦油用于制備膠粘劑和防腐劑。這樣資源即可得到綜合利用。圖1是本發(fā)明的生物質(zhì)氣化流程示意圖。具體實(shí)施方式圖1中，氣化爐1的圓形爐體2(內(nèi)徑為d)上部有開口3、底部被底板4封閉。在爐體中下部有圓形出炭板5，出炭板5上開有出炭孔6。出炭板5與控制板(出炭量控制裝置)7結(jié)構(gòu)相同，在控制板7上開有孔8?？刂瓢?在出炭板5下部，兩者端面相接觸，并通過(guò)軸17同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在出炭板5與控制板7相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，出炭孔6可以被控制板7完全遮擋，也可以與控制板上的孔8同軸而完全打開。因此，可以通過(guò)控制出炭孔6是否被遮擋及被遮擋的多少來(lái)控制從出炭孔出來(lái)的生物質(zhì)炭的流出量和流出速度。出炭板5的上方有厚度為a的生物質(zhì)燃燒后形成生物質(zhì)炭層9，生物質(zhì)炭層上方是正在燃燒的厚度為b的燃燒層10;燃燒層上部是厚度為c的未燃燒生物質(zhì)層11。與爐體相連的抽氣管12設(shè)置在控制板7的下方。抽氣管12通過(guò)管路與旋風(fēng)分離器18的進(jìn)口相通，將從爐體中抽出的混合氣體(包含氣化物)送入旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器除了經(jīng)混合氣體中的細(xì)小炭粉塵分離外，還分離出一部分高沸點(diǎn)焦油霧滴，細(xì)小炭粉塵和高沸點(diǎn)焦油霧滴的混合物由位于旋風(fēng)分離器底部的出口19排出，經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后的混合氣體經(jīng)頂部的出風(fēng)口20和管路進(jìn)入焦油冷凝器13。焦油冷凝器為塔板式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部裝有冷凝管，通過(guò)通入冷凝水調(diào)節(jié)其內(nèi)部溫度。為使得大部分焦油能分離出來(lái)，又不致使得生物質(zhì)醋液冷凝，焦油冷凝器內(nèi)部的工作溫度在102—12(TC之間。被焦油冷凝器冷凝下來(lái)的焦油從位于其底部的排出口21排出，經(jīng)過(guò)焦油冷凝器13的混合氣體，經(jīng)位于其頂部的出口22而進(jìn)入醋液冷凝器14。醋液冷凝器14為列管式結(jié)構(gòu)，通過(guò)冷凝水將混合氣體中的醋液冷凝，冷凝下來(lái)的醋液從其底部的排出口23排出，不凝性氣體則通過(guò)位于其側(cè)部的排出口24和管路進(jìn)入清洗器15。清洗器15是為了保護(hù)風(fēng)機(jī)16不被腐蝕、并進(jìn)一步降低不凝性氣體中的焦油含量而設(shè)置的，其內(nèi)部直接用冷水進(jìn)行洗滌。污水從其底部的排出口26排出，經(jīng)洗滌后的混合氣體通過(guò)位于其側(cè)部的排出口25和管路接風(fēng)機(jī)16。從風(fēng)機(jī)出口27中出來(lái)的氣體即為可燃?xì)怏w。通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)抽氣速度。焦油冷凝器、醋液冷凝器、清洗器的進(jìn)水口分別與進(jìn)水管路28相接；焦油冷凝器、醋液冷凝器的出水口分別與出水管路29相接。參見表1，把不同的生物質(zhì)放入內(nèi)直徑d=3.3m(氣化爐橫截面積8.55m2)為的氣化爐中，通過(guò)不同的未燃燒生物質(zhì)層ll的厚度c、不同的抽氣速度、生物質(zhì)炭的流出速度，可以得到不同的燃燒層燃燒溫度，不同含炭量的生物質(zhì)炭和不同得率的生物質(zhì)炭、生物質(zhì)醋液、可燃?xì)怏w。通過(guò)表1，我們可以發(fā)現(xiàn)，在燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積一定時(shí)，對(duì)于同一種生物質(zhì)來(lái)說(shuō)，各物質(zhì)的得率、燃燒層燃燒溫度的變化，主要取決于不同的抽氣速度。生物質(zhì)炭的含炭量，主要取決于生物質(zhì)的種類和生物質(zhì)炭的流出速度。當(dāng)選取稻殼作物原料，在燃燒層的燃燒溫度在82(TC時(shí)，從氣化爐中抽取的氣體的成份、熱值如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明中，旋風(fēng)分離器、焦油冷凝器、醋液冷凝器、清洗器等均屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再詳細(xì)描述。生物質(zhì)炭、生物質(zhì)醋液、可燃?xì)怏w的得率是指生物質(zhì)炭、生物質(zhì)醋液、可燃?xì)怏w的重量與燃燒的生物質(zhì)的重量比。生物質(zhì)厚度c(cm)抽氣速度(mVh)生物質(zhì)炭燃燒溫度(。c)得率(％)含炭量(%)流出速度(kg/h)生物質(zhì)炭醋液可燃?xì)怏w31200200510402018508140019562038201848稻殼15160019071036211846301800185820342219446020001809303222194231200180510402018428140018562038201844稻殼151600190710362118463018001958203422194860200020093032221950玉米桿(碎9012002006103319196060140019572032191959為l301600190830312019573cm)1518001859303020205482000180103029202053麥桿90120018060032191852(碎為l60140018571032201954301600190790312119562cm)1518001959203021205882000200101029222060稻草90120020057033201860桿(碎為l60140019566032201859301600190780302019562cm)151800185880302120548200018099028222151蘋果20120020067033201970樹樹枝(碎為l40140019580032211968601600190910322120668018001851070302120643cm)902000180120029222062表l權(quán)利要求1.一種農(nóng)林生物質(zhì)氣化方法，將農(nóng)林生物質(zhì)投入上部開口、底部封閉的氣化爐，點(diǎn)燃生物質(zhì)，燃燒的生物質(zhì)形成燃燒層；生物質(zhì)燃燒后形成生物質(zhì)炭；其特征是燃燒層上部是有一定厚度的未燃燒生物質(zhì)層；設(shè)置在燃燒層的下方的抽風(fēng)裝置從氣化爐內(nèi)抽吸氣體；通過(guò)控制抽風(fēng)裝置的抽氣速度與燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積的比值，使得燃燒層的燃燒溫度在500-1200℃；抽風(fēng)裝置抽出的氣體經(jīng)氣液分離分別得到可燃?xì)怏w、生物質(zhì)醋液和焦油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化方法，其特征是未燃燒生物質(zhì)層厚度^3cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化方法，其特征是抽風(fēng)裝置的抽氣速度與燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積的比值為140—240rn/h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化方法，其特征是燃燒層下部還有一定厚度的生物質(zhì)炭。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化方法，其特征是生物質(zhì)炭下方還有開有出炭孔的出炭板，以及控制出炭孔大小的出炭量控制裝置。6.權(quán)利要求1所述的可燃?xì)怏w用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電或用于向用戶供氣。7.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭用于制備有機(jī)肥。8.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭用于制備工業(yè)和民用固體成型燃料。9.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)醋液用于制備有機(jī)肥或用于制備農(nóng)藥。10.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)焦油用于制備膠粘劑和防腐劑。全文摘要本發(fā)明提供了一種可以控制農(nóng)林生物質(zhì)氣化的方法，該方法是將農(nóng)林生物質(zhì)投入上部開口、底部封閉的氣(炭)化爐，點(diǎn)燃生物質(zhì)，燃燒的生物質(zhì)形成燃燒層；生物質(zhì)在有限量地供應(yīng)氧氣燃燒后形成生物質(zhì)炭；燃燒層上部是有一定厚度的未燃燒生物質(zhì)層；設(shè)置在燃燒層的下方的抽風(fēng)裝置從氣化爐內(nèi)抽吸氣體；通過(guò)控制抽風(fēng)裝置的抽氣速度與燃燒層所在的氣化爐處的橫截面積的比值，使得燃燒層的燃燒溫度在500-1200℃；抽風(fēng)裝置抽出的氣體經(jīng)氣液分離分別得到可燃?xì)怏w、生物質(zhì)醋液和焦油。文檔編號(hào)C10B53/02GK101225316SQ200810020519公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者周建斌,徐東平申請(qǐng)人:徐東平