[发明专利]一种提高生物质热解气化的方法

说明书

本发明涉及一种提高生物质热解气化的方法。一种提高生物质热解气化的方法，通过利用超声换能器产生的超声波，一方面在生物质热解过程中的还原区和热解区提高生物质传质传热速率，另一方面在干燥区利用超声波定向压强作用于焦油气液分界面，使液体表面隆起并在液面周围发生空化、微扰动等作用，使得界面产生雾化效应，抑制焦油凝结。本发明降低了生物质热解气化的结焦率，提高了生物质热解气化的效率，并同时提升了所产热解气的热值。

技术领域

本发明属于农林废弃物资源化利用及生物质热化学转换技术领域，具体涉及一种提高生物质热解气化的方法。

背景技术

生物质热解气化技术是利用空气中的氧气、含氧的物质或水蒸汽作为气化剂，将生物质中的碳氧化成CO、H₂、CH₄、及C_nH_m等可燃气体的一种农林废弃物资源化利用技术。生物质热解气化技术的应用不仅可以减少因焚烧农业废弃物导致的空气污染，而且还能为农村提供气体燃料，来用于管网集中供气、生物质燃气供暖、生物质气化发电等，适合于农村地区分散利用，具有较好的经济性和社会效益。

在目前所采用的热解气化方式中，上吸式气化炉热解气化方式可以实现间歇式加料，对物料的尺寸和水份的要求并不苛刻，另外具有气化效率、热效率、碳转换率高，炉内阻力小，产生的气化燃气热值较高，飞灰含量低等优点，被广泛采用。但由于上吸式气化炉热解气化方式中最高温度出现在下部燃烧区，热烟气向上移动，为气化反应提供热量，而焦油向上移动穿过低温区，不能进一步转化成气体，同时产生的焦油量较大，一般占到给料重量的 10-20%，焦油容易遇冷凝结并粘结在气化炉壁和输气管道上造成气化炉堵塞增加气化炉维护成本及维护难度并降低热解气化效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高生物质热解气化的方法，通过利用超声换能器产生的超声波，一方面在生物质热解过程中的还原区和热解区提高生物质传质传热速率，另一方面在干燥区利用超声波定向压强作用于焦油气液分界面，使液体表面隆起并在液面周围发生空化、微扰动等作用，使得界面产生雾化效应，抑制焦油凝结，从而实现一种结焦率低，气化效率高，燃气热值高的热解气化方法。

本发明的技术方案：

一种提高生物质热解气化的方法，基于下述超声波强化传质传热生物质气化炉实现，该装置主要由五个部分组成：进料区、气化区、配风区、除尘区和出灰区；所述进料区和所述出灰区，由气化管道连接；所述气化管道，上部设有旋转上料机构，下部设有旋转下料机构，所述旋转上料机构以上部分为上料室，所述旋转下料机构以下部分为灰渣室，剩余部分为炉膛室；

所述进料区，上部设有储料斗，中部包括所述上料室，下端设有螺旋喂料管与所述旋转上料机构；

所述气化区，主要包括所述炉膛室；所述炉膛室，外壁设有超声换能器阵列，中部设有温度探头，上部设有燃气输出口，下方设有炉排；所述炉排下方设有配风口；

所述配风区设有热风机，所述热风机通过空气输送管道与所述气化管道的所述配风口相连；

所述除尘区设有旋风除尘器，所述旋风除尘器进口与所述气化管道上部的燃气输出口相连，所述旋风除尘器顶部设有气体出口；

所述出灰区，包括所述灰渣室、所述旋转下料机构及与螺旋出灰管；所述灰渣室，上方连自所述旋转下料机构，下方连至所述螺旋出灰管；

作为优选，所述气化管道总体内径径深比取1:8，其中所述上料室高度占总体高度的20%，所述灰渣室高度占总体高度的18%；

作为优选，所述炉膛室采用耐高温不锈钢材料制作并外加保温层，除所述炉膛室之外的其他金属壳体均采用不锈钢材料制作。

一种提高生物质热解气化的方法：