生物质能量转换的工艺及设备制造技术

生物质能量转换的工艺及设备，一种将生物质能量形式进行转换后可以获得到极高品位燃气的设备。由相互独立的‘加热系统’、‘干馏热解系统’、‘预先加热及烟气隔离系统’、‘液体水封及卸料系统’四部分组成。全炉膛可分为2-5个明显的温度区间，特别是炉膛内有一个很有实用价值的高温区存在；加有拨料装置；采用水封和充盈烟气隔绝空气；设置了充分的余热利用设施；结合治理造纸污染和开发生物质能源工业实现双赢等因素，将使得该设备将成为二十一世纪在环保和可再生能源产业方面必不可少的专业设备。

【技术实现步骤摘要】

生物质能量转换的工艺及设备其运行工艺。本专利技术具体涉及到一种适用于生物质能量转换的工艺及设备。属于生物质热化工设备的

技术介绍
生物质材料是C02和H20依靠太阳能的光合作用生成的一种可以再生的资源，是 C元素在地球表面循环的一条最主要的途径，是人类在发现煤炭及油、气等资源之前唯一的主要能源来源，属于可再生能源范畴中的一种。比如，在我国每年产生的6亿多吨各类农作物秸秆中，除了用于畜牧业饲料、还田肥料和少量工业原料以外，大量的是用作了燃料。尤其在煤炭及油、气资源短缺的地区，生物质材料至今仍然是人们在生活、生产中对能源需求的主要来源。随着工业的发展，全世界对能源的需求数量也日益增加。但是，目前满足这种需求量增加的主要途径是通过增加煤炭及油、气资源的消耗量来满足的。这不仅涉及到这些有限的化石资源的可持续发展问题，更严重的是燃用这些资源会使得目前已经危及到人类生存的环境条件更加恶化。因此积极的开发生物质可再生能源是新能源工业中的一个非常重要的组成部分。但是生物质可再生能源资源特别是一年生植物秸秆及其它草本植物、树叶等不但具有能量密度低、挥发份高、发热量低的特点，而且还具有结构松散、原生态水份含量高、干燥后孔隙内又储存有大量一空气的特点。因此，传统的直接利用方法，在燃烧时冒黑烟、能源利用率低；储存时体积大并且极易发生火灾。现代韵主要利用方法是将生物质原料气化后进行利用_。具有突出代表意义的有下列成果 山东省科学院能源研究所的“秸秆气化集中供气技术“。这是一种主要使用空气作为气化剂，通过稽秆气化炉使秸秆转变为发热量为5MJ/ M3以下的低热值煤气之后再进往和甩的技术方式。我国已经在这方面取得了很大的成就， 特剐适合于在农村集中推广使用。根据《生态农业中废弃物的处理与再生利用》(卞有生著化学工业出版社出版2000 年5月版)中披露的资料，该项目上所用的一台XF-2000型气化机组需要投资5万元，每年转化处理的植物秸秆数量为500吨。折合每气化一万吨植物秸秆的单位投资额度为100万兀。 广州能源研究所盼“生物质气化发电技术”。这是一种主要使用富氧空气作气化栽，通过秸秆气化炉使秸秆转变为发热量为 15MJ/NM3以下的中热值煤气之后再用来发电的技术方式。作为“九五”科技攻关项目，中国科学院已经在2001年7月4日对广州能源研究所承担的“IMW生物质气化发电系统”进行了鉴定。鉴定的主要结论为 t “鉴定委员会对此进行了高度的评价，认为该项成果设3计合理，成套性好，运行可靠，填补了国内MW级生物质气化发电装置盼空白，属国内首创。” “达到了同类技术的国际先进水平，开发的系列产晶在国际生物质气化发电技术商业化中处于领先地位。”按照广州能源研究所在《生态农业中废弃物的处理与再生利用》中披露的资料， 和-IMW生物质气化发电配套的气化炉投资为50万元，每年转化处理的稻壳数量为1. 3万吨。折合每气化一万吨植物秸秆的单位投资额度为38万元。 德国鲁奇公司的“100丽生物质燃气联合循环(IGCC)示范工程”；这是一项建立在秸秆气化、木焦油裂解、中低热值燃气专用的燃气发电机等几项比较成熟的技术上并将其综合起来的一种比较理想的大规模运行方式。但是，在上述国内外的已有成果中有一个共同的特点，即都是要在先将生物质材料在控制燃烧的情况下，通过使用如空气、空气和水蒸汽、富氧空气等作为气化介质，根据两步法气化原理，经过先热解再气化或燃烧的工艺技术路线来生产燃气或高温烟气，然后再作为生产和生活用的热源。所使用的气化设备有固定床、移动床、流化床、气流床等。由于必须要使用气化剂，生产的燃气发热量较低，不能最大限度的趋近于生物质理论上可能达到的发热量指标(约术35MJ/W3)。因此， 现有的生物质气化设备不能为近代工业提供更为广泛的服务。从技术经济角度分析，上述的成果还存在投资大、效益差的问题，规模较小，推广的难度较大。因此，国内外目前更加集中的将注意力放在如何使生物质材料转化为高发热量的燃气和裂解油的研究，研究从高发热量的燃气中提取氢气及氢燃料电池作为汽车动力和发电的技术。从全部的生产工艺方面分析，虽然辽宁省能源研究所的“生物质固化成型技术”及成型后以“炭化”处理的方式进行转化的生产过程和本专利技术的以生物质材料加工后再进行能量转化利用的过程更相近一些，但是本专利技术侧重于对生物质材料成型之后将其能量转化为可燃气体和木炭的设备，而辽宁省能源研究所的论文“生物质固化成型技术及其展望”更侧重于‘固化成型’，而且特别提到“当木炭为最终产品时，木屑是唯一的原料”。不能涵盖生物质材料的全部，特别是不能涵盖一年生植物秸秆及其它草本植物、树叶等能量密度低、 挥发份高、发热量低的生物质材料。因此，本文并没有把该技术项目作为主要的
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。只是论述原材料在加工成成型原料时作了简单比较。在中国新能源网2001年10月更新的网页http://www. newenergy. org. cn/ meetingpaper/main. html上发布的《全国清洁能源技术研讨会论文集》和《中美清洁能源技术论坛论文集》所载的诸多专家、学者的论文中，可以清楚的查阅到和本专利技术相关的上述各种
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及其发展方向。专利技术的目的本专利技术的目的就是为将生物质材料转化为品位很高、用途很广的高纯度燃气和活性很高、燃烧性能很好、用途很广的木炭燃料提供一种最基本的生物质热化工加工转换设备及其运行工艺。当本专利技术用于
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项目上时，可以极大的改善其投资的社会经济效益；当本专利技术用于含有大量有机质废物的造纸废液和城市垃圾治理上的技术项目上时，可以结合生物质能的利用，一并得到根本治理并实现双赢的效果，还可以大大的节约项目的投资额度。本专利技术在治理碱法草浆造纸业的废料方面的实施结果，证明了下述的
技术实现思路
可以达到上述目的。
技术实现思路
本专利技术采用了下列具有相对独立的四个子系统组成的一套完整的转换设备来进行生物质能量形式的转换，从而达到了生物质材料在经过转换之后的气态燃料的发热量可以最大限度的趋近子理论上生物质能可能达到的发热量指标的目标。参照说明书附图(附图1)，这四个子系统分别是；1、一个由燃烧器(或加热炉高温烟气入口)(1)、燃烧室(或炉膛)(2)、1 4层辐射隔离板(11)所组成的“加热系统”。在这个系统中，依靠连续输入设备的热能供应和能量交换，对置于该系统内但又和本系统严格隔离的多列布置均勻、留有足够的燃烧空问、其中装有生物质原料的竖管 (10)进行加热。“加热系统”的高温烟气和待热解的原料严格分离，即“加热系统”的加热介质和将要叙述的“干馏热解系统”内的被加热材料是严格隔离的，它们之间仅仅只发生能量的交换，是本专利技术区别于
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的 个明显特征。正是因为具备了这一特征，因此炉膛内的烟气温度实际上可以不受生物质热解气化反应的温度限制而自由调整，仅仅受制於筑炉材料的材质。也就是说，可以根据生产要求，只要在筑炉材料许可的条件下，可以通过提高炉膛(2)温度的方式来加快生物质热解气化的反应速度提高生产率，也可以适当降低温度来提高能源利用率。能够大幅度的调整设备的生产负荷，这是本专利技术优于前述的
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项目都不可能依靠气化炉自身所能达到的一个十分优良的优势。由于在燃烧室(或炉膛)(2)中设置了数层辐射隔离板(11)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜冲，
申请(专利权)人：大连创达技术交易市场有限公司，
类型：发明
国别省市：