[发明专利]一种高温气化生物基质的设备及其方法

说明书

本发明涉及再生能源领域，具体公开了一种高温气化生物基质的设备及其方法。通过对猪粪等生物基质干燥、高温裂解、淬火、洗涤、净化、水洗、分离等步骤得到可利用的再生能源，解决了猪粪等生物基质污染环境，不易被利用的难题。本发明的高温裂解方法更加高效，搭配相应的高温气化生物基质的设备，尤其是对裂解炉和空气分离装置进行了改进，使得再生能源纯度和利用率更高。

技术领域

本发明涉及再生能源领域，具体涉及一种高温气化生物基质的设备及其方法。

背景技术

我国作为粮食生产大国，在生产过程中，有较多的可再生能源未被充分挖掘，其相应的基础原料的经济价值也被低估。例如种植业产生的秸秆和畜牧业产生的畜禽粪便等，其中畜牧业畜禽粪便的处理甚是棘手。

养殖业的粪尿排泄物及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌并产生恶臭，对环境质量造成极大影响，养殖粪污的主要特征是：有机物浓度高、悬浮物多、色度深；目前国内外畜禽粪便资源化，推荐的第四代厌氧气化工艺技术与工艺流程最终将废水处理达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)要求。

国内外已有部分养殖场对畜禽类粪便等生物质资源进行了再利用，可其利用率和普及率并不高，大部分用作化肥原料，将其气化生成合成气或烃类产物的较少，并且缺乏对其高温裂解细加工的方法，与此同时，生物基质高温裂解过程需要大量的高浓度氧气的混入，少部分氮气作激冷塔的冷源。

就目前情况来看，亟需一种高温气化生物基质的方法，不用固液分离，并且不用进行长时间发酵处理，对其高温裂解更加精细化，与此同时需要一种包含供氧供氮装置的高温气化生物基质的设备。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种高温气化生物基质的设备及其方法，对热解步骤进行了精细的区域控温加工，并改进空气分离装置，为生产过程提供氧气和氮气。

本发明目的之一提供了一种高温气化生物基质的方法，具体技术方案如下：

一种生物基质高温热裂解气化的方法，具体步骤包括：

(1)将动物排泄物和秸秆类纤维素通过螺旋挤压机挤压到进料斗仓；

(2)将所述进料斗仓里的生物基质经干燥反应炉干燥后输入裂解反应炉；

(3)向所述裂解反应炉输入氧气反应得到裂解产物，所述裂解反应炉包括裂解反应层、热解触溶层和气化反应层；

(4)所述裂解产物经淬火、洗涤、净化、水洗、分离得到合成气体、固体盐和锌，所述合成气体为一氧化碳、二氧化碳和氢气。

进一步的，步骤(3)中所述裂解反应层温度为2000±200℃，所述热解触溶层温度为1600±200℃，所述气化反应层温度为1200±200℃。

本发明目的之二在于提供了一种生物基质高温热裂解气化的方法，具体技术方案如下：

一种高温热裂解气化生物基质的装置，包括螺旋挤压机、进料斗仓、干燥反应炉、裂解反应炉、淬火塔、洗涤塔、净化塔、水洗塔、气体分离塔和空气分离装置，其特征在于，所述螺旋挤压机出料口与进料斗仓进料口连接，所述进料斗仓出料口和干燥反应炉的进料口连接，所述干燥反应炉的出料口和裂解反应炉的进料口连接，所述裂解反应炉包括裂解反应层、热解触溶层和气化反应层，所述空气分离装置分离得到的氧气从所述裂解反应层通入，所述气化反应层出料口与淬火塔进料口连接，所述淬火塔淬火所得的气体依次经洗涤塔、净化塔、水洗塔和气体分离塔处理，所述淬火塔淬火所得的固体物料经水洗塔处理。

进一步的，所述气体分离塔能将分离得到的非目标气体通入洗涤塔或净化塔或水洗塔循环处理，所述气体分离塔同时能将分离得到的非目标气体通入所述裂解反应炉循环处理。