[发明专利]一种生物质好氧碳化分解方法及其装置

说明书

本发明公开了一种生物质好氧炭化分解方法及其装置，方法是将干燥后的生物质原料送入到炭化炉中进行点火炭化分解，在炭化炉中通入氧气，使得炭化炉中氧气含量在8%‑15%，产生的固体冷却后储存，产生的气体进行过滤、冷却和除焦。装置其包括炭化炉和输送装置，炭化炉包括炉体和供气集管，输送装置安装在炉体内，生物质从炉体的进料口落到输送装置上，输送装置将生物质进行输送，在输送的过程中，生物质进行炭化分解，炭化分解完成后生成的生物质炭经过输送装置输送到炉体出料口处，从炉体的出料口处排走，炭化分解时产生的气体从炉体的出气口排出。本发明产物多样炭化效率显著提高，而且装置简单，易于控制，占地面积减小，成本显著降低。

技术领域

本发明属于生物质处理领域，尤其涉及一种生物质炭化分解方法及其装置。

背景技术

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。

生物质能是可再生能源的重要组成部分，生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展生物质能应用技术的研究,并取得许多研究成果,达到工业化应用规模。

我国已经开发出多种固态填充床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气，但我国生物质能源技术的发展和市场发育还不够完善，生物质能利用技术的整体技术水平与发达国家还有差距。

对于生物质处理工艺主要有厌氧炭化工艺、干馏炭化工艺和生物质气化工艺。厌氧炭化工艺是利用极少的空气含氧量使其生物质不充分燃烧，从而达到生物质低温裂解目的（温度为350℃—550℃）。生物质干馏是利用外部能源对干馏釜内的经过加工的生物质进行加热炭化（温度为450～650℃）从而达到对生物质密闭裂解。而生物质气化工艺是利用充足的空气含氧量使其生物质充分燃烧到灰烬，达到由生物质生成可燃气的工艺目的。

厌氧炭化工艺的优势在于：可以对不同的生物质进行炭化，炭化范围广泛；炭化过程不用消耗加热能源。

厌氧炭化工艺的劣势在于： 土制炉窑的每炭化一次的装填料都需要人工进行，劳动强度大，粉尘，高温作业是工人最难克服的；炭化周期长，一般生物质（比如秸秆）炭化需要8-12小时，如果是大的树干需要更长的时间；冷却时间长，一般的生物质炭化好的冷却时间为10-16小时，人为的干预（用水直接喷淋冷却）大概需要6-8小时，但是用水直接喷淋冷却会对炉体造成很大的极速冷却伤害，减少炉窑的使用寿命；炭化产量低，一般的土制炉窑尺寸为4×4×2.5（米），每一次装料约2-3.5吨，一次炭化时间8-10小时，冷却8-16小时，以此推算一天（24小时）的炭化量为2-3.5吨。

干馏炭化工艺的优势在于： 生物质干馏工艺是对生物质进行密闭炭化裂解，炭化的产品品质相对厌氧炭化要好；装填料可以使用行吊，可以实现半机械作业，减少劳动强度。

干馏炭化工艺的劣势在于：干馏炭化它需要外部加热才能完成炭化过程，所以它需要8-10小时不断的用木材，煤，燃气去加热升温，消耗大量的能源；炭化周期长，炭化过程大概是8-12小时，炭化结束后吊装到另一个密闭箱体内进行冷却8-10小时；生产效率底，一炉装料800-1200公斤，一天只能生产一炉。

生物质气化工艺是将生物质单纯的转化为另一种能源——可燃气体。但是生物质的再生利用副产品产品单一，而附加值效益较低。