本发明专利技术公开了一种用于生物质离子催化裂解气化的方法及装置，它包括炉体、进料口、气化气出口、气化室、燃烧室、配风口、炉排和排渣口，其特点是：炉体为双层结构，内部设有反向热交换器，炉体顶部有进料装置，上部是预热干燥段，中部是预还原段，下部是的还原段，燃烧室在还原段内，位于炉排的上方，炉排为换热式炉排，炉排底部是排渣口，炉壁内有稀土耐火泥层，燃烧室内设有催化裂解器，燃烧室内的炉壁上安装有波频发射器。整个设备的热能损耗低，气化效果好，气化气中的可燃性成分占２０－３２％，生物质原料转化率为８５％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含纤维素物料或固态原物料加热的气化方法装置，特别是涉及一种用于含纤 维素物料或固态原物料(生物质物料)催化加热产牛燃气的方法及装置。
技术介绍
含纤维素物料或固态原物料(生物质物料)热气化是人们利用和开发自然能源的方法， 它以植物纤维、农业生产秸秆或有机废弃物为燃料，在缺氧状态下燃烧，产生以CO、 H2、 CH4为主要成份的可燃性气体，在石油煤炭资源逐渐减少的今天开始受到人们的重视，目前 所见的气化装置(炉)产品众多，形状、结构各异，各有优点，但共同存在的问题是产出的 燃气热值低，燃气中含焦油、水份较多，低温时容易凝结成粘稠的液体，堵塞输气管道和灶 具，影响气化炉的正常运行，还浪费了焦油可以生产的部分能源，这样就增加了生物质气化 的成本。在发现原先涉及的生物质物料热气化装置的缺点以后人们对其又进行了改进，主要是解 决焦油分离和回收问题，有的将分离出来的焦油回收以后导入炉体内的高温区与水蒸气发生 反应生成一氧化碳和氢气，有的将焦油进行裂化，有的还加入催化剂，例如公开的中国专利 报道的生物质热气化装置如下-1、 申请号00101428.5，名称热裂解除焦生物质气化炉，公开(公告)号CN1303905申请(专利权)人中国科学技术大学，地址安徽省合肥市金寨路96号，专利技术(设计)人 朱锡锋，摘要本专利技术涉及农作物废弃物处理利用及由固态含碳物料生产燃气的设备制造。 它包括现有固定床下吸式气化炉的炉体、炉排，上料口、配风口、排渣口、燃气出口等，其 特征在于炉排下方设有设置有一个燃气气流迂回流道。也能够在炉底上增设裂解催化床，本 专利技术强迫燃气流在流道中缓行，延长了燃气在高温环境中的停留吋间，使燃气中的部分焦油 被裂解。在设置催化床的情形下，其裂解反应更为充分，进一步提高了焦油裂解率、气化效 率和燃气热值。2、 申请号200720103902.3名称 一种多功能生物质气化装置，公开(公告)号 CN201031216申请(专利权)人华北电力大学，地址北京市德胜门外朱辛庄华北电力大学 专利技术(设计)人董长青;杨勇平;朱榜荣;徐二树;张俊姣，摘要 一种多功能生物质气化装置。由炉体、焦油催化裂解装置、产品气净化器和储气罐构成。在炉体的外腔内固定内胆，内胆下部为倒方台/圆台，炉栅下面为灰室，其侧面设有一排渣口。气化装置有两套配风系统， 可根据不同的生物质原料选择上吸或下吸式进行工作，得到的产品气进入焦油催化裂解装置 进行除焦处理，经净化后可送至储气罐，或直接送给用户使用。该气化炉具有结构简单，安 仝可靠等特点，适用于多种类的生物质燃料，可广泛使用于生物质资源丰富的地区。3、 申请号200510037835. 5名称复合式生物质气化炉及热裂解装置公开(公告)号 CN1664066申请(专利权)人许庆华，地址江苏省淮安市盱眙县盱城镇沙岗村石桥路5-1号专利技术(设计)人许庆华，摘要 一种复合式生物质气化炉及热裂解装置，其技术方案的 要点是由二座生物质气化炉、四套U型催化器、催化剂、 一台鼓风机和风量调节器组成。 当气化炉产气后，进入催化剂中，参加第一次热裂解，通过鼓风机的风量调整， 一部分燃气 气流，进入气化炉中的催化剂，参加第二次热裂解，随新产生的燃气气流，再次进入催化剂， 参加第三次热裂解，另一部分燃气气流，输入气化炉的催化剂中，参加第四次热裂解，并进 入上部的催化剂，进行第五次热裂解，因此，焦油得到了充分的热裂解。本专利技术制作生产成 本低廉、使用方便，焦油裂解率、气化率、燃气热值在原基础上得到了较大的提高。4、 申请号200720033297. 7名称 一种固体生物质内燃式低压热裂解气化炉，公开(公 告)号CN200992537，申请(专利权)人合肥天焱绿色能源开发有限公司，地址安徽省合 肥市庐阳区大杨镇林业科技园，专利技术(设计)人刘勇；陈枫;李家民；王家俊，摘要 一种内燃式低压热裂解气化炉是一台卧式压力容器，进、出料口位于炉体的两端，使生物质原料 在炉内有足够的滞留时间使反应完全，带叶片的轴向搅拌推进器将物料自进料端推向出料端，燃烧的混合燃气提供温度400 800'C和压力0.5 4Kg/cra2，通过调节燃气和压縮空气的 混合比控制温度，通过调压阀控制压力。原料在不完全燃烧和逐步搅拌推移过程中被连续不 断地热解和干馏，生成含焦油和C02的气相和炭，炭催化裂解焦油生成可燃的碳氢化合物， 同吋还原C02生成C0，可燃气体最后由出气口引入贮气柜，灰渣自排渣门排出。上述公开的生物质热气化装置也还存在一些不足之处，主要是热量利用还不够充分，催 化裂解过程催化剂的作用未能够充分发挥，气化层反应温度还不够高， 一般在80(TC左右， 按照有机物气化的热值效率还有较多上升空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够克服现有生物质热气化装置存在的不足之处，进一步提 高生物质气化气的氢气含量、热值以及减少焦油含量，能够充分利用热量的生物质气化的方 法及装置。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是生物质离子催化裂解气化的方法是在生物质加热过程中，通过在热气化炉的燃烧室内涂 覆稀土层和加入催化剂并安装波频发射器进行催化反应；所述的稀土层是镧系的15个元素其中一种或多种的稀土氧化矿或稀土硝酸盐；所述的波频发射器是微波；所述的催化剂是焦 油裂解催化剂。根据以上生物质离子催化裂解气化的方法设计的气化装置，包括炉体、进料口、气化气 (燃气)出口、气化室、燃烧室、配风口、炉排和排渣口，其特点是炉体为双层结构，内 部设有反向热交换器，炉体顶部有进料装置，上部是预热干燥段，中部是预还原段，下部是 还原段，燃烧室在还原段内，位于炉排的上方，炉排为换热式炉排，炉排底部是排渣口，炉 壁内有稀土耐火泥层，燃烧室内设有催化裂解器，燃烧室内的炉壁上设有波频发射器。以上所述的反向热交换器，是在将炉壁的外层设冷空气进口管，内部是燃气出口通道， 冷空气(或氧气)从炉体的气化室上端进入，与高温的燃气出口通道的热量进行热交换，然 后通入炉体下部的换热式炉排，再进入燃烧室；换热式炉排是将炉排做成管状结构，管内是 落灰口以及气化气通道，管间是冷空气或氧气通道，生物质燃料燃烧后的灰尘从管内落到炉 底的储灰室，冷空气(或氧气)进入炉排的管间换热后导入燃烧室。以上所述的催化裂解器是放置有催化剂的筛网，所述的催化剂可以选用白云石、橄榄石、 黏土矿石、碱金属化合物、氧化钙、LZ-Y82和Ni-3、 RNCe02/Si02复合催化剂，也可以是铁、 镍、镉或铬为主要成分的金属和金属高价氧化物，如四氧化三铁。催化剂的原理是将焦油中 的有机碳转变成一氧化碳和氢气，进一步将一氧化碳转变成氢气。具体元素成分和含量在公 开文献有较多报道，例如同济大学材料科学与工程学院的杨修春、韦亚南、李伟捷发表的文 章"焦油裂解用催化剂的研究进展"《化工进展.2007， 26(3),326-330》分析了不同催化剂 的优缺点及催化机理，讨论了催化剂的组成、结构以及催化裂解条件对催化效果的影响。以上所述的波频发射器是微波，发射器安装在燃烧室的炉壁上，根据炉子大小，发射器 可以是一至若干个，频率为915兆赫和2450兆赫，发射头对准催化裂解器。以上所述的稀土耐火泥层是将耐火泥与5-15%的稀土氧化矿或稀土硝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质离子催化裂解气化的方法，其特征在于：在生物质加热过程中，通过在热气化炉的燃烧室内涂覆稀土层和加入催化剂并安装波频发射器进行催化反应；所述的稀土层是镧系的１５个元素其中一种或多种的稀土氧化矿或稀土硝酸盐；所述的波频发射器是微波；所述的催化剂是焦油裂解催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄荣胜，
申请(专利权)人：黄荣胜，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。