一种利用茶渣气化制备合成气的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用茶渣气化制备合成气的方法，将未处理的茶渣进行干燥、粉碎、筛选得到60～80目颗粒；将筛选好的颗粒放置于管式炉中，以0.18～0.23L/min的空气作为气化剂；在温度800～1000℃，压力0.1MPa的条件下进行气化反应，制备合成气。本发明专利技术制备的合成气，相比于一般的生物质气化，具有更高的热值；此外，采用本发明专利技术制备合成气，可以有效的实现废弃资源的优化利用，不仅提高了茶渣处理过程中的能源品位，而且减轻了二次污染，促进了生态的良性循环。

【技术实现步骤摘要】
一种利用茶渣气化制备合成气的方法
本专利技术属于生物质能源
，具体涉及一种利用茶渣气化制备合成气的方法。
技术介绍
我国是茶叶的生产与消费大国。近年来，茶饮料和速溶茶等产品的产量迅速增长，由此产生了大量茶渣废弃物，既造成了资源浪费又污染了环境。茶渣废弃物的合理利用也引起了研究人员的广泛关注。目前对于茶渣废弃物的利用主要集中在制作有机肥料、制作吸附材料、制作成动物饲料以及有效功能性成分的提取等方式上。目前这些利用方式处理量都非常有限，不能对茶渣进行充分的利用，仍会造成茶渣废弃物及其副产物的堆积并造成二次污染。生物质废弃物气化技术是目前应用较为广泛的一种清洁有效的热化学转化技术，是生物质废弃物利用气化介质(包括空气、富养空气、氧气、空气和水蒸气、氧气和水蒸气等)在一定条件下发生热化学转化反应，产生以CO、H2、或CH4为主要成分的可燃气体的过程。气化产生的合成气可直接用于供气、炊事和发电等。我国的生物质气化技术已经在山东、辽宁、吉林、安徽、黑龙江等十几个省市推广开来，实现了生物质气化集中供气、生物质气化发电与生物质气化合成化学品等工程项目。利用生物质气化技术对茶渣进行处理，深层次的利用了低品位的生物质原料，不仅提高了茶渣的处理过程中的能源品位，而且减轻了二次污染，促进了生态的良性循环。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种利用茶渣制备合成气的方法。该方法以空气为气化剂，不限制气化炉形式，制得的合成气可以直接燃烧被居民炊事、供暖及工业锅炉利用。该技术操作易行，且生产成本低廉，可解决茶渣堆积导致的环境污染和资源浪费问题。本专利技术为解决
技术介绍
中的技术问题，采用以下技术方案：一种利用茶渣气化制备合成气的方法，包括如下步骤：1)预处理：将茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至60～80目，然后将原料置于烘箱内，在100～120℃条件下烘干12h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入反应器的原料区域；3)空气作为气化剂，通入反应器的空气速度控制在0.18～0.23L/min；4)启动反应器中加热装置，进行升温,设定反应温度在800～1000℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将加热装置推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝后收集。本专利技术所述步骤6)中两级冷凝的冷媒均采用乙醇循环冷凝。本专利技术所述步骤6)中冷凝温度维持在-5℃。本专利技术所述步骤1)中茶渣包括原生茶加工后的渣和使用后废弃的渣。本专利技术所述步骤1)茶渣包括红茶和绿茶。本专利技术所述步骤2)至步骤5)中反应器优选管式炉反应器。本专利技术所述步骤2)至步骤5)中反应器还包括固定床、流化床。本专利技术所述步骤5)中气化反应压力优选0.1MPa。本专利技术所述步骤6)中合成气经过两级冷凝后收集，利用外标法结合气相色谱仪对收集气体进行检测。本专利技术所述步骤6)中合成气经过两级冷凝后收集，利用气体低热值计算方法对收集气体热值进行计算。与现有技术进行比较，本专利技术主要具有以下特点：(1)本专利技术首次提出利用气化技术处理废弃茶渣，实现了对废弃物的充分利用，解决了现在茶渣处理技术中存在的茶渣堆积导致的资源浪费和环境污染问题；(2)本专利技术所提出的原料茶渣气化产生的合成气比一般秸秆等作物气化产生的合成气具有更高的燃气热值，合成气品质更高。(3)本专利技术所提出的利用茶渣气化制备可燃气的方法，对反应器没有特殊要求，其他能够实现生物质气化的高温装置也均能实施，能够大规模的推行使用。附图说明图1为本专利技术所使用的装置原理图：附图标记：1-空气瓶，2-流量计，3-管式炉，4-两级冷凝器，5-流量计，6-取样口。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例来详细说明本专利技术。本专利技术采用图1所示的带滑轨的管式炉为反应装置。每次试验所用的茶渣的质量为5g，具体实施步骤如下所示：实施例11)预处理：将绿茶茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至60目，然后将原料置于烘箱内，在105℃条件下烘干24h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入管式炉反应器的原料区域，5g茶渣均匀的铺在石英舟；3)空气作为气化剂，打开空气气瓶，打开减压阀，流量计，调节空气流量，通入管式炉反应器的空气速度控制在0.20L/min，以保证在空气氛围下进行反应；4)启动反应器中加热装置，进行升温,直至温度稳定在1000℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将管式炉反应器沿滑轨推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝器，-5℃，冷媒采用乙醇循环冷凝，冷凝后收集；由冷凝器冷凝气化产生的焦油，同时用集气袋收集产生的气化可燃气，然后利用外标法结合气相色谱仪对收集气体进行检测，测定其成分，并利用气体低热值计算方法计算热值。实施例21)预处理：将红茶茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至80目，然后将原料置于烘箱内，在100℃条件下烘干24h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入管式炉反应器的原料区域，5g茶渣均匀的铺在石英舟；3)空气作为气化剂，打开空气气瓶，打开减压阀，流量计，调节空气流量，通入管式炉反应器的空气速度控制在0.18L/min，以保证在空气氛围下进行反应；4)启动反应器中加热装置，进行升温,直至温度稳定在800℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将管式炉反应器沿滑轨推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝器，-5℃，冷媒采用乙醇循环冷凝，冷凝后收集；由冷凝器冷凝气化产生的焦油，同时用集气袋收集产生的气化可燃气，然后利用外标法结合气相色谱仪对收集气体进行检测，测定其成分，并利用气体低热值计算方法计算热值。实施例31)预处理：将红茶茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至70目，然后将原料置于烘箱内，在120℃条件下烘干24h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入管式炉反应器的原料区域，5g茶渣均匀的铺在石英舟；3)空气作为气化剂，打开空气气瓶，打开减压阀，流量计，调节空气流量，通入管式炉反应器的空气速度控制在0.23L/min，以保证在空气氛围下进行反应；4)启动反应器中加热装置，进行升温,直至温度稳定在900℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将管式炉反应器沿滑轨推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝器，-5℃，冷媒采用乙醇循环冷凝，冷凝后收集；由冷凝器冷凝气化产生的焦油，同时用集气袋收集产生的气化可燃气，然后利用外标法结合气相色谱仪对收集气体进行检测，测定其成分，并利用气体低热值计算方法计算热值。根据GC分析结果，得到实施例1至3产气成分的百分比及产气热值如下表所示：注：表中为气体所占百分比，热值的单位为MJ/m3实施例4本实施例各步骤与步骤1相同，所不同的是，步骤1)为绿茶使用后废弃的渣，步骤2)至步骤5)中反应器为固定床。实施例5本实施例各步骤与步骤1相同，所不同的是，步骤1)为红茶使用后废弃的渣，步骤2)至步骤5)中反应器为流化床。本专利技术生物合成气具有较高的热值，优于一般的秸秆等农作物。产生的合成气可以直接供给锅炉燃烧产生蒸汽并发电。以上内容不能认定本专利技术的具体实施只局限这些说明，凡是依照本专利技术申请专利范围内所做的均等变化和修饰，皆应属于本专利技术所提交的权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用茶渣气化制备合成气的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)预处理：将茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至60～80目，然后将原料置于烘箱内，在100～120℃条件下烘干12h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入反应器的原料区域；3)空气作为气化剂，通入反应器的空气速度控制在0.18～0.23L/min；4)启动反应器中加热装置，进行升温,设定反应温度在800～1000℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将加热装置推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝后收集。

【技术特征摘要】
1.一种利用茶渣气化制备合成气的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)预处理：将茶渣晾干，并利用粉碎机粉碎至60～80目，然后将原料置于烘箱内，在100～120℃条件下烘干12h以上得到预处理后的茶渣；2)将步骤1)中预处理后的茶渣放入反应器的原料区域；3)空气作为气化剂，通入反应器的空气速度控制在0.18～0.23L/min；4)启动反应器中加热装置，进行升温,设定反应温度在800～1000℃；5)待加热装置温度达到上述预定反应温度后，将加热装置推到原料区域，气化反应；6)气化反应产生的合成气经过两级冷凝后收集。2.根据权利要求1所述的一种利用茶渣气化制备合成气的方法，其特征在于，所述步骤6)中两级冷凝的冷媒均采用乙醇循环冷凝。3.根据权利要求1所述的一种利用茶渣气化制备合成气的方法，其特征在于，所述步骤6)中冷凝温度维持在-5℃。4.根据权利要求1所述的一种利用茶渣气化制备合成气的方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：程占军，马增辉，陈冠益，郭祥，颜蓓蓓，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12