[实用新型]生物质物料热裂解炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源领域，具体涉及生物质物料热裂解所使用的热裂解炉。

背景技术

能源问题作为当今世界难题，备受各国高度关注。我国的石油、煤炭、天然气人均可采储量只有世界平均水平的11％、55％、4.3％；在能源效率、单位产品能耗等方面比世界先进水平低40％，差距十分明显。如何在提高能效的基础上，实现能源结构的优化已成为我国能否实现可持续发展的关键。为此，国家大力鼓励可再生能源的发展，制定了《可再生能源法》及一系列相关政策予以扶持。针对生物质能，更是指出“充分利用沼气和农林废弃物气化技术提高农村地区生活用能的燃气比例，并把生物质气化裂解作为解决农村废弃物和工业有机废弃物环境治理的重要措施”。

但是目前我国的生物质物料利用，尤其是农村废弃物的利用形势不容乐观，大部分使用气化炉，在有氧状态下点燃农村废弃物进而采集产生的可燃气体。此种方式所投入的气化成本普遍较低，大多是直接燃烧，虽然有可燃气体产生，但是热值较低，不能满足民用和工业的要求。

生物质热裂解技术则是使生物质在基本无氧气(与空气隔绝)的情形下，通过热化学转换，生成液体和气体产物的过程。根据气相滞留期、升温速度、最高温度的不同，产物中气、油、液的组成比例也不同。现有的生物质物料热裂解制备天然气的方法主要包括以下步骤：物料的粉碎----烘干成型----热裂解，其中热裂解是在热裂解炉中进行的，热裂解后会得到气液两类形态的产物，气态产物冷却后通过净化分离分别得到生物质燃气、焦油和醋液。

以上制备方法在热裂解过程中还是会通入一定量的空气，使物料在少量有氧环境下进行热裂解反应，氧气的存在在一定程序上影响到热裂解的效率，从而影响热值的释放。

实用新型内容

本实用新型针对以上现有技术的不足，提供一种生物质物料在完全无氧热裂解过程中所使用的热裂解炉，包括炉体，进料口设于炉体上部，出气口设于炉体的顶端，所述炉体底端设有电加热器。

所述电加热装置上方设搅拌叶，所述搅拌叶通过搅拌杆连接炉体顶端的动力装置。

所述进料口处设进料斗。

本实用新型适于于一种完全无氧的情况下对生物质物料进行热裂解的方法，该方法极大地提高了热裂解效率，极大地增加了热值的释放率。

该方法通过以下技术方案实现的：

生物质物料热裂解制备天然气的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)物料粉碎——通过粉碎使物料达到所要求的颗粒尺寸；

(2)物料烘干——通过烘干使物料含水率在0～12％；

(3)热裂解——物料进入热裂解装置在无氧状态下进行热裂解，热裂解的上限温度为400～1000℃，通过热裂解得到气态生成物；

(4)冷却分离——气态生成物经过冷却分离后得到可燃性气体和液体。

(5)压缩分离——可燃性气体经过压缩分离后得到可以直接利用的天然气。

所述步骤(2)的物料含水率为0～7％。

所述步骤(3)是在抽成真空的热裂解炉中进行。

所述步骤(3)中当温度超过200℃时，将热裂解炉内的水蒸气排出。

本实用新型的反应原理为：生物质经热化学处理，即生物质在隔绝或少量氧气的条件下，热解反应获得可燃气体、固体木炭和液体生物油三类产品，又称生物质热裂解(生物质热解)。生物质热解分低温慢速热解(＜400℃)，产物以木炭为主；中温快速热解(400～650℃)，产物以生物油为主；高温闪速热解(700～1000℃)，产物以可燃气体为主。

本实用新型的有益效果为：利用无氧的热裂解环境，可以减化热裂解炉的构造，仅使用电加热器便足以满足热裂解的能量需要，与现有技术相比以相同质量的生物质物料尤其是农林废弃物为基础，使用本法可以制得更多的天然气，获得更多的热值。

通过以上方法制得的天然气，通过分析报告可知其中氢气为16.2％；甲烷为42.2％；乙烷为31.6％；丙烷为0.4％；二氧化碳为9.3％；丙烯为0.3％以及还包括2.0ppm的一氧化碳。以上成分完全符合天然气的含量需求，而且其中的可燃性气体甲烷、乙烷和氢气的含量尤其偏高，故通过本法制备的相同立方的天然气可以产生更多热值。

附图说明

图1为本实用新型热裂解炉的结构示意图；

图2为本实用新型所适用方法的工艺流程图；

图3为本实用新型所适用方法的具体实施工艺图。