一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上。通过上述方式，本发明专利技术直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象。

A direct oxygen free biomass gas and biomass charcoal preparation system

The invention discloses a direct anaerobic biomass gas and biomass carbon preparation system, which comprises a feed unit, a pyrolysis reaction unit, a discharge unit and a pyrolysis reaction control unit. The feed unit is arranged at the upper part of the front end of the pyrolysis reaction unit, and the discharge unit is arranged at the lower part of the back end of the pyrolysis reaction unit. The pyrolytic reaction control unit is arranged on the pyrolysis reaction unit. Through the above-mentioned method, the direct anaerobic biomass gas and biomass charcoal preparation system of the invention adopts hot flue gas and biomass gas to mix as heating medium, heating reaction materials by direct heating and recycling, and no oxidation combustion reaction process occurs in the whole main reactor, and alkaline earth metals and trace amounts in the materials. Heavy metals can be cured in ash and slag, and will not cause the two pollution of flue gas.

【技术实现步骤摘要】
一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统
本专利技术涉及一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，尤其涉及具有高热解效率和快速调控物料反应温度及热解反应速度，生物质燃气、生物质炭产量和质量能保持稳定的系统。
技术介绍
影响热解工艺的因素有：热解工艺类型，有慢速热解和快速热解。慢速热解生成的固定碳含量高于快速热解，快速热解最大限度地增加了液态产量（生物质油）。温度，温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说，低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量。生物质材料，生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。这种影响相当复杂，与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用。由于木质素较纤维素和半纤维素难分解，因而通常含木质素多者焦炭产量较大。滞留时间，在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越短，热解的固态产物所占的比例就越小，热解越完全。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程，气相滞留时间越长，二次裂解反应增多，放出H2、CH4、CO等，导致液态产物迅速减少，气体产物增加，固定碳含量增加。压力，影响气相滞留期，从而影响二次裂解，随着压力的提高，生物质的活化能减小。升温速率，对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加，温度滞后就越严重，物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内，慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间，促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应，导致炭产率增加。综上所述，生物质燃气、生物质炭技术是属于慢速、低温热解过程。现实情况中现在比较多的生产生物质炭的方法是农民采用土窖焖烧，即用大量物料堆积进行近乎隔绝氧气的焖烧，产物即是生物质炭，这种方法温度无法控制，生产过程中防止焦油凝结未考虑，产品质量不可控。总体来讲，目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象，克服目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供了一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上，其中，所述的热解反应单元包括热解反应本体、螺旋推进装置、送风装置、热风夹套、生物质炭出料口和生物质燃气出口，所述的螺旋推进装置和送风装置均设置在热解反应本体内部，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外壁上，所述的生物质燃气出口和生物质炭出料口分别设置在热解反应单元后端的上部和下部相对应的位置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的螺旋推进装置上包括螺旋轴和设置在螺旋轴上的螺旋叶片，螺旋叶片的螺距逐渐变化，螺旋叶片的摩擦角逐渐变化，所述的螺旋叶片为带状且螺旋叶片上还设置有横向耙齿。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的螺旋推进装置为单螺旋或者双螺旋结构。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的螺旋轴与送风装置相连接，通过送风装置向螺旋轴内通热风。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的送风装置具有设置在热解反应本体底部的多孔箱体。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外部部分或全部，所述的热风夹套内设置有导风叶片和加强传热筋片。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的进料单元包括螺旋进料装置和进料仓，所述的螺旋进料装置设置在进料仓上部的一侧边，所述的进料仓设置在热解反应本体前端的上部。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的出料单元包括水冷套、螺旋出料装置和空气输料系统，所述的螺旋出料装置连接在生物质炭出料口的底部，所述的水冷套设置在螺旋出料装置的外部，所述的空气输料系统与螺旋出料装置相连接。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的空气输料系统内安装有焦油粒捕捉和分选装置，其中，所述的焦油粒捕捉和分选装置为在中下部设置网状物的旋风分离器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的热解反应控制单元包括螺旋推进调速器、送风控制阀、料位高度调节装置、气体混合装置和反应监视装置，所述的料位高度调节装置和螺旋推进调速器分别安装在螺旋推进装置前端的上部和下部，所述的送风控制阀安装在送风装置前端的下部，所述的气体混合装置设置在热解反应本体内的顶部，所述的反应监视装置设置在热解反应本体的后端，其中，所述的气体混合装置为一片或多片热风挡板。本专利技术的有益效果是：本专利技术的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象，克服目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统的一较佳实施例的结构示意图；附图中的标记为:1、进料单元，2、热解反应单元，3、出料单元，4、热解反应控制单元，11、螺旋进料装置，12、进料仓，21、热解反应本体，22、螺旋推进装置，23、送风装置，24、热风夹套，25、生物质炭出料口，26、生物质燃气出口，31、水冷套，32、螺旋出料装置，33、空气输料系统，41、螺旋推进调速器，42、送风控制阀，43、料位高度调节装置，44、气体混合装置，45、反应监视装置，221、螺旋轴，222、横向耙齿。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例包括：一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元1、热解反应单元2、出料单元3以及热解反应控制单元4，所述的进料单元1设置在热解反应单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上，其中，所述的热解反应单元包括热解反应本体、螺旋推进装置、送风装置、热风夹套、生物质炭出料口和生物质燃气出口，所述的螺旋推进装置和送风装置均设置在热解反应本体内部，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外壁上，所述的生物质燃气出口和生物质炭出料口分别设置在热解反应单元后端的上部和下部相对应的位置。

【技术特征摘要】
1.一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上，其中，所述的热解反应单元包括热解反应本体、螺旋推进装置、送风装置、热风夹套、生物质炭出料口和生物质燃气出口，所述的螺旋推进装置和送风装置均设置在热解反应本体内部，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外壁上，所述的生物质燃气出口和生物质炭出料口分别设置在热解反应单元后端的上部和下部相对应的位置。2.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋推进装置上包括螺旋轴和设置在螺旋轴上的螺旋叶片，螺旋叶片的螺距逐渐变化，螺旋叶片的摩擦角逐渐变化，所述的螺旋叶片为带状且螺旋叶片上还设置有横向耙齿。3.根据权利要求2所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋推进装置为单螺旋或者双螺旋结构。4.根据权利要求2所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋轴与送风装置相连接，通过送风装置向螺旋轴内通热风。5.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的送风装置具有设置在热解反应本体底部的多孔箱体。6.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟帅，
申请(专利权)人：苏州锐耐洁电子科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32