利用各种生物质原料制备炭、气、油的联产设备及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种利用各种生物质原料制备炭、气、油的联产设备及制备方法，包括炭化窑、引风机、净化回收装置以及尾气处理装置，其特征在于：所述炭化窑采用池式结构，池式炭化窑连接过滤净化池，过滤净化池连接净化回收装置，净化回收装置连接引风机，引风机连接气相分离器，气相分离器连接尾气处理装置。用生物质原料制备炭、气、油的方法，将上述处理的生物质原料放入炭化窑；在其表面覆盖一层碎料，点火后，利用引风机开停时间的长短进行氧含量的控制，边炭化边添加生物质原料，重复上述步骤８－１０小时，生物质原料炭化完成。本发明专利技术可以将各种原料混合在一起燃烧干馏、炭化，改变了生物质原料单一利用的局面，扩大了生物质原料利用的范围，此外传统相比缩短了生产周期、提高了产量和质量，而且还可以获得其他工业原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉属于生物质原料炭化
，特别涉及一种利用各种生物质原料制 备炭、气、油的联产设备及制备方法。
技术介绍
生物质是植物通过光合作用产生的有机物，生物质能是太阳能的一种，生物质 是太阳能最主要的吸收器和储存器，作为植物生物质的主要成分——木质素和纤维素， 每年约1640亿吨的速度再生，如以能量换算相当于石油产量的15 20倍，如果这部分资 源能够得到很好的利用，人类相当于拥有一个取之不尽用之不竭的资源宝库。而且，生 物质来源于植物，燃烧后再生成二氧化炭，所以不会增加二氧化炭空气中二氧化炭的含 量，因此生物质与矿物质能源相比更为清洁。目前，生物质的利用处理一部分当做饲料以外，大部分采用气化炉使其燃烧， 并利用其燃烧过程中产生的可燃气体作为能源再次利用，植物生物质(主要包括锯末、 林木枝杈、杂草、松针树叶、各种果核、皮、农作物秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣等)中 的炭元素质量分数约为40%，其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等微量元素。植 物秸秆的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数占50%。这些生物质原料，在缺 氧条件下加热或者燃烧，使之发生复杂的热学化学反应的能量转换过程，此过程实质上 是生物质中的炭、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一 氧化炭、甲烷、氢气等可燃性气体的分子，这样生物质中的大部分能源就能转移到这些 气体中。现有的生物质气化炉，也称之为“秸秆气化炉或者燃气发生装置”等，在气化 炉中，分直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。现有运行的气化炉虽然对生物质原料进行了利用，但也存在着下列一些问题 1、一些气化炉对生物质原料要求比较高，必须把生物质原料粉碎成细小的颗粒，因此必须添加功率较大的粉碎机，从而造成生物质利用的成本加大。由于原料破碎成细 小颗粒，其运行温度高达140 1300°C，虽然产出气体中焦油成分及冷凝物含量较低，炭 元素转化率可达40%，但是由于运行温度高，易烧结，使气化炉发生结渣而丧失气化功 能，故选材较难，使可利用的生物质原料范围变窄，不利于生物质利用的推广。2、在燃烧过程中产生的木焦油问题是影响气化的最大障碍。许多的气化炉在气 化过程中对夹杂在可燃气体中的木焦油没有进行滤除，产生气味并导致气化在使用过程 中木焦油粘附在各类燃烧器的喷嘴，使燃气灶具、燃气锅炉或者燃气发电机组无法长时 间运行，这样直接影响了生物质能源的利用。3、对生物质原料存放的环境要求及原料的单一使用，也是一些气化炉无法推 广应用，有的气化炉因为没有水分分离装置，而要求被气化的原料含水量保持在4%以 下，否则气化处的气体，因含水分过高而无法点燃，而目前生物质原料存放一般为露天 存放，极易受到自然天气的影响，如雨水和潮湿的环境容易使生物质原料变潮，在加上使用的原料单一，影响了气化炉的产量和质量，气化炉工作的连续性将遭到破坏。4、造成对环境的污染，许多气化炉由于设计的缺陷，造成烟雾对大气的污染及 难分解物质对土壤的破坏，许多气化炉在气化过程中产生了灰渣与木焦油混合在一起的 混合物，由于木焦油具有极强的抗氧化性，所以这种混合物在自然条件下很难分解，大 量混合物的产生会造成对土壤的破坏。5、许多功能完备的进口气化炉设备，价格昂贵、投资额度大，回收周期长，影 响生物质资源的利用。此外传统的制炭工艺一般采用焖烧、干馏烧制，上述传统工艺具有资源浪费、 生产周期长、产量低、而且质量差，同时在焖烧或干馏烧制过程产生一定大气污染。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种资源利用率高，环保无污 染、生产周期短、无三废排放、易于推广的利用各种生物质原料制备炭、气、油的联产 设备及制备方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种利用各种生物质原料制备炭、气、油的联产设备，包括炭化窑、引风机、净化 回收装置以及尾气处理装置，其特征在于所述炭化窑采用池式结构，池式炭化窑的底 部设有风道，风道连接位于炭化窑底部侧壁上的抽风口，抽风口连接位于炭化窑外侧独 立设置的过滤较大颗粒的过滤净化池，过滤净化池内填充过滤净化原料，过滤净化池连 接净化回收装置，所述净化回收装置的出气口通过管道连接引风机，引风机的出风口连 接气相分离器，气相分离器连接尾气处理装置，气相分离器上部安装有防爆装置。本专利技术还可以采用如下技术措施所述净化回收装置包括水浴净化器、除焦器、冷凝分离器、冷凝循环水池、木醋酸 回收池、木焦油回收池，所述水浴净化器的底部通过管道连接过滤净化池的出气口，水 浴净化器连接木醋酸回收池，水浴净化器采用低进高出结构，水浴净化器内部设有水浴 喷头；所述水浴净化器的出气口连接除焦器，除焦器内设有过滤网板，由过滤网板分割 的过滤腔，过滤腔内填充过滤原料，除焦器采用低进高出结构；所述除焦器的出气口通 过管道连接冷凝分离器，冷凝分离器连接冷凝循环水池，冷凝分离器内设有冷凝腔，冷 凝腔内设有冷凝管，冷凝分离器的底部设有收集器；所述冷凝分离器的出气口通过管道 连接引风机。所述水浴净化器内的水浴喷头设置在水浴净化器内的上下两端成相对分布，所 述水浴喷头采用双喷头结构。所述冷凝分离器内的管道延伸到冷凝腔的底部。所述引风机采用离心式引风机。所述尾气处理置采用直接点燃结构，主要包括与气相分离器连接的混合室，混 合室通过空气阀门连接大气，混合室上安装可燃气体输送管道，可燃气体输送管道的端 部安装燃烧筒，燃烧筒上安装点火装置。所述弓I风机采用罗茨鼓风机。所述尾气处理装置采用净化回收装置，净化回收装置主要包括与气相分离器连接气液过滤器，气液过滤器内设有篦板分割的过滤腔，过滤腔内填充焦炭，气液过滤器 的底部设有收集器，收集器连接木焦油回收池；所述气液过滤器的出气口通过管道连接 气液分离器，所述气液分离器内壁两侧交叉设有盖板，气液分离器的底部设有收集器， 收集器连接木醋酸回收池；所述气液分离器的出气口通过管道连接缓冲罐，缓冲罐上设 有放空管；所述缓冲罐的出气口通过管道连接液相分离器，液相分离器内填充有吸附原 料，液相分离器的底部设有收集器；所述液相分离器的出气口通过管道连接气相分离 器，气相分离器内设有蓖板，由蓖板形成的分离腔内填充有吸附原料，气相分离器的底 部设有收集器；所述气相分离器的出气口通过管道连接气相净化器，气相净化器内设 有设有蓖板，由蓖板形成的分离腔内填充有净化原料，气相净化器的底部设有收集器； 所述气相净化器的出气口通过管道连接水封，水封的出气口通过管道连接储存气柜，储 存气柜的输出管道连接干燥器，干燥器内填充干燥剂，干燥器的出气口通过管道输送用 户。一种利用上述设备用生物质原料制备炭、气、油的方法，其特征在于(1)、原料收集处理将收集的生物质原料根据大小进行分类入库，对于体积较大 的生物质原料可进行粗加工；(2)、入窑将上述处理的生物质原料放入炭化窑，放置的生物质原料为单一原料 或者混合原料；在生物质原料入窑时，保证原料上表面平整，避免出现原料的空缺，生 物质原料填满炭化窑。(3)、炭化窑内生物质原料表面处理在上述炭化窑内的表面平整的生物质原 料的上表面覆盖一层碎料，碎料的厚度根据生物质原料的厚度来确定，一般碎料的厚度 在2 5cm ；(4)、点火采用上点火，在炭化窑的上表面均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用各种生物质原料制备炭、气、油的联产设备，包括炭化窑、引风机、净化回收装置以及尾气处理装置，其特征在于：所述炭化窑采用池式结构，池式炭化窑的底部设有风道，风道连接位于炭化窑底部侧壁上的抽风口，抽风口连接位于炭化窑外侧独立设置的过滤较大颗粒的过滤净化池，过滤净化池内填充过滤净化原料，过滤净化池连接净化回收装置，所述净化回收装置的出气口通过管道连接引风机，引风机的出风口连接气相分离器，气相分离器连接尾气处理装置，气相分离器上部安装有防爆装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李振坤，李泽申，马春山，
申请(专利权)人：天津市树荣生物碳宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]