生质燃料产生器制造技术

本发明专利技术公开了一种生质燃料产生器，包括第一移动颗粒床、第二移动颗粒床、床质以及分离装置，其中第一移动颗粒床包括第一床体、第一床质入口、第一床质出口、生质物入口以及合成气出口，第二移动颗粒床包括第二床体、第二床质入口、第二床质出口、合成气入口以及空气入口，且第一床质入口连接第二床质出口，又合成气入口连接合成气出口。床质是自第二床质入口进入第二床体中移动至第一床体中，以加热自生质物入口进入第一床体的生质物，使生质物转变成生质燃料并排放出合成气。合成气进入第二床体后，会与自空气入口进入第二床体的空气混合燃烧，以加热位于第二床体中的床质。分离装置适于分离生质燃料与床质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生质燃料产生器，且尤其涉及一种自热型连续式的生质燃料产生 器，以大幅提升制备生质燃料的效能。
技术介绍
近年来，全球化石燃料价格高涨与温室气体减量议题，使得生质能源的利用愈来 愈重要，也为生质燃料带来庞大的商机。然而，相较于传统化石燃料而言，生质燃料的能量 密度较低，使得生质燃料在运输、储存及使用上的成本增加。根据统计资料，预估至2025年 全世界生质能源的发展潜力可达二亿千瓦，约占全世界发电装置容量的6%以上。以台湾生 质能源的市场潜力而言，根据环保署的统计，目前台湾每年约产生垃圾、废木材及农业废弃 物等生质能源约1000万公吨。依据台湾地区农牧废弃物统计量估算，各类生质废弃物的等 效燃煤量为156万吨/年，加上都市垃圾的等效燃煤量为230万吨，以燃料价格居高不下的 国际趋势，生质燃料是极具应用潜力的再生能源。但是，大部份生质能源生产与使用区域并 不尽相同，且生质能源生产具有区域性及季节性，因此，如何有效的储存及运输生质能源为 使用生质能源上最重要的议题。图1为现有技术的生质物(biomass)转变成生质燃料(biomass fuel)的示意图， 其中生质物是以木材为例。请参考图1，一般来说，利用缺氧加热的方式可将生质物(木 材、稻草等等)转换为生质燃料，而生质燃料的能量密度通常会与加热的时间与温度成正 向关系。木材(wood) 1在经过加热后，会排放出水气(Moisture)、一氧化碳(C0)、二氧化碳 (C02)等等的合成气以及酸性物(Acetic Acid)、甲醇(Methanol)、其它有机物(Organic)、 焦油(Tar)、树脂(Resin)等等不良物质，进而增加能量密度以转变成生质燃料，其中，水气 (Moisture)、一氧化碳(C0)、二氧化碳(C02)用图1中的2表示；酸性物(AceticAcid)、甲 醇(Methanol)用图1中的3表示；其它有机物(Organic)、焦油(Tar)、树脂(Resin)用图 1中的4表示。承接上述，在木材初步排放出合成气与不良物质后，便以200°C 300°C缺氧加 热2 3小时的炭焙(Torrefaction)方式(用a表示)，将木材的生质物转换成如褐煤 (Lignite) 5的生质燃料。接着，更可以600°C以上缺氧加热5小时以上的炭化(Charcoal) 方式(用b表示)，进一步提升生质燃料的能量密度至木炭的等级。生质物炭焙技术为目前固体生质燃料改质可行技术之一。由于生质物富含水份而 不利于储存与运输，且若将生质物直接燃烧会产生烟气及其它有害物质，因此，炭焙技术是 将生质物置于缺氧高温环境下，将生质物内所含的水份及挥发质物质去除，借以增加生质 物储存期限及降低运输成本。但是，现有的生质物炭焙技术(或炭化技术)，大部份采取外 加热量的方式加热，会因增加能源消耗而抵消运输成本减低的优势成本，因而，无法有效的 降低整体炭焙成本(或炭化技术)。生质物炭焙技术的热能供应方面，主要可分为燃烧方式加热或是电加热方式两 种，这两种加热方式都需耗费相当的能量，对于生质燃料生产成本降低并无多大帮助。因此，开发自热型的炭焙(或炭化)工艺与设备，实有其必要性。此外，目前炭焙技术大多为 批次式的制作技术，往往无法迅速大量生产生质燃料，因此，开发连续式的炭焙(或炭化) 工艺与设备，也有其必要性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种自热型连 续式的生质燃料产生器，以大 幅降低生质燃料的生产成本，并可快速大量生产生质燃料。简单来说，移动颗粒床具有适用于高温、长期操作与蓄热等特性，相当适合于生质 物炭焙技术的应用。经由适当的设计，采取合成气回收燃烧直接加热床质、间接加热生质物 与床质混合物、温控装置及床质循环控制等的技术手段，即可稳定的在适合反应温度及适 当滞留时间下，以自热方式达到生质物炭焙(或炭化)目的，克服生质物炭焙生产耗能的关 键阻碍，有效地从生质物中去除水份，以获致较高副加价值的炭焙成品(或炭化成品)，降 低生质燃料生产成本及增加产品应用性。为实现上述目的，本专利技术提出一种生质燃料产生器，适于将生质物转变成生质燃 料。生质燃料产生器包括第一移动颗粒床、第二移动颗粒床、床质以及分离装置，其中第一 移动颗粒床包括第一床体以及连接第一床体的第一床质入口、第一床质出口、生质物入口 与合成气出口，而第二移动颗粒床包括第二床体以及连接第二床体的第二床质入口、第二 床质出口、合成气入口与空气入口，且第一床质入口连接第二床质出口，又合成气入口连接 合成气出口。床质是自第二床质入口进入第二床体中移动，并经由第二床质出口与第一床 质入口移动至第一床体中，以加热自生质物入口进入第一床体的生质物，而使生质物转变 成生质燃料并排放出合成气。合成气经由合成气出口与合成气入口进入第二床体后，会与 自空气入口进入第二床体的空气混合燃烧，以加热位于第二床体中的床质。分离装置是连 接第一床质出口，以分离生质燃料与床质，其中生质燃料与床质是经由第一床质出口进入 分罔装直。综上所述，在本专利技术的生质燃料产生器中，通过床质加热生质物，以使生质物排放 出合成气，并将合成气进行燃烧以再加热床质，如此，循环便无需由外界提供热源加热生质 物，以有效降低制作生质燃料的成本。为让本专利技术的上述特征和特点能更明显易懂，下文特举诸实施例，并配合所附图 式，作详细说明如下。附图说明图1为现有技术的生质物转变成生质燃料的示意图；图2为依据本专利技术一实施例的生质燃料产生器的示意图；图3为依据本专利技术另一实施例的生质燃料产生器的示意图；图4为依据本专利技术又一实施例的生质燃料产生器的示意图。其中，附图标记1 木材(wood)2 水气(Moisture)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)3 酸性物(Acetic Acid)、甲醇(Methanol)4 其它有机物(Organic)、焦油(Tar)、树脂(Resin)5 褐煤(Lignite)a 炭焙(Torrefact ion)方式b 炭化(Charcoal)方式50 生质物60 生质燃料200、300、400:生质燃料产生器210 第一移动颗粒床211 第一床体212:第一床质入口213:第一床质出口214:生质物入口215:合成气出口220 第二移动颗粒床221 第二床体222:第二床质入口223:第二床质出口224:合成气入口225:空气入口230 床质240、340 分离装置252:第一阀门254:第二阀门256:第三阀门258:第四阀门341 分离槽342 第一导管343 第二导管344 加压器345 筛网426:废气出口446:第三导管具体实施例方式图2为依据本专利技术一实施例的生质燃料产生器的示意图。请参考图2，本专利技术的生 质燃料产生器200包括第一移动颗粒床210、第二移动颗粒床220、床质230以及分离装置 240，其中第一移动颗粒床210是连接于第二移动颗粒床220与分离装置240之间，以使床 质230可从第二移动颗粒床220移动到第一移动颗粒床210，再移动到分离装置240。在本 实施例中，床质230例如为石英砂、陶瓷颗粒或其它合适的高比热材质，并通过重力而如沙漏般地自动向下移动。具体而言，第一移动颗粒床210包括第一床体211本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生质燃料产生器，适于将一生质物转变成一生质燃料，其特征在于，该生质燃料产生器包括：一第一移动颗粒床，包括一第一床体以及连接该第一床体的一第一床质入口、一第一床质出口、一生质物入口与一合成气出口；一第二移动颗粒床，包括一第二床体以及连接该第二床体的一第二床质入口、一第二床质出口、一合成气入口与一空气入口，该第一床质入口连接该第二床质出口，且该合成气入口连接该合成气出口；一床质，自该第二床质入口进入该第二床体中移动，并经由该第二床质出口与该第一床质入口移动至该第一床体中，以加热自该生质物入口进入该第一床体的该生质物，使该生质物转变成该生质燃料并排放出一合成气，且该合成气是经由该合成气出口与该合成气入口进入该第二床体后，会与自该空气入口进入该第二床体的一空气混合燃烧，以加热位于该第二床体中的该床质；以及一分离装置，连接该第一床质出口，以分离该生质燃料与该床质，其中该生质燃料与该床质是经由该第一床质出口进入该分离装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨授印，陈嘉元，吴森荣，钟一郎，万皓鹏，李宏台，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]