[发明专利]生物能源转化天然气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物能源提取技术，特别是一种将生物能源转化为天然气装置。

背景技术

目前，市场上有将生物能源转化为天然气的装置，但是因为结构的不合理，提取的天然气不纯，杂质大，气味大，生物能源也得不到充分的燃烧，不仅对生物能源是一种浪费，而且剩余的残渣对环境又是一种污染；加工过程中因为结构不合理，生物能源没有充分的燃烧，排放在空中的气体对环境又是一种污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种将生物能源转化为天然气的装置，使生物能源充分燃烧，取得纯净的天然气，对环境没有污染，剩余的残渣可以提取生成别的有用的东西。

本发明的原理是：植物生物质(包括药渣、据木、木柴，野草，松针树叶，作物秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40％，其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数为50％。这些生物质原料，在缺氧条件下加热，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等，可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基

本反应包括：

C+O2＝CO2         2C+O2＝2CO

2H2O+C＝CO2+2H2   2CO+O2＝2CO2

H2O+CO＝CO2+H2    CO2+C＝2CO

CH4+CO2＝2CO+2H2  C+2H2＝CH4

CO+3H2＝CH4+H2O   2H2+O2＝2H2O

几种植物的元素组成

将生物能源加入提气罐中燃烧，当温度继续上升，超过275℃时，原料开始加快分解，随着温度提高，分解速度加快，生成大量分解物，如甲烷、乙烷、乙烯、醋酸、甲醇、丙醇、木焦油等，由于生物质中含有氧元素，这一阶段表现出是放热反应，不用外加热就可以使反应进行下去。这一阶段可保持到450℃，称为热解炭化阶段。生物质的干馏热解主要产物都是在这个阶段形成的。特别是木醋液、木焦油几乎全部都是在这个阶段中形成的。形成炭的物理形态有块状定型炭和散装不定型炭两种。木材、秸秆固化块产生的炭为块状定型炭，木屑或秸秆屑、稻壳产生的炭为散状不定型炭，也称炭粉、粉炭等。

生物质被热分解成小分子物质，一般分子量在50以下者，在常温下呈气态，如：二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、氢、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烯。除二氧化碳外，都是可燃物，在热解温度低时，含一氧化碳、二氧化碳为主，在320-360℃之间热解，甲烷、一氧化碳增加，在400℃以上热解，主要是甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔等，这时的木煤气热值最高。450℃以上，氢气产量增加。本发明就是根据以上原理采用生物能源转化天然气装置，调节温度等条件生成可以燃烧的天然气。