[发明专利]一种移动式生物质热解气化产炭系统及方法

说明书

本发明公开了一种移动式生物质热解气化产炭系统及方法，重载机动车，重载机动车上设置生物质破碎机、提升机构、送料机构、热解气化筒、外加热筒以及内加热筒；通过生物质破碎机和斗提机，将生物质破碎后送入热解气化筒；热解气化筒内生物质热解气化温度可调，通过气化气质燃燃烧器和补燃氧气环，燃烧热解气化气和焦油，热解气化装置为三层同轴套筒结构，中间的热解气化筒在外加热筒和内加热筒的加热作用下，实现生物质在低氧气氛下热解气化生物质，产生生物炭和热解气化气，热解气化气燃烧提供生物质热解气化所需的热量，无需外界提供额外能源，且系统只需袋除尘即可实现常规污染物排放达标，整套系统结构紧凑，与移动设备结合，机动性好。

技术领域

本发明属于农林废弃物资源化利用领域，具体涉及一种移动式生物质热解气化产炭系统及方法。

背景技术

全球生物质资源年产量达1700亿吨，但目前生物质利用率还不到1％。生物质资源主要包括农业剩余物、林业剩余物、畜禽粪便和固体废弃物。植物经光合作用吸收大气中CO2形成生物质，发展和利用生物质资源，有助于可持续发展与实现双碳的目标。目前生物质能源的主要利用方式包括：生物质沼气工程、生物质发电和生物基产品。其中，利用生物质制备的生物炭，因其工艺成本低、用途广泛，应用诸如水体净化、气体净化、土壤改良、储能材料、零碳燃料等领域，具有广阔的市场前景。目前利用生物质制备生物炭的方法主要包括微生物处理和热化学转化两类方法。微生物处理工艺耗时长、易排放温室气体。热化学方法处理效率高，包括热解、气化、水热碳化，主要目的是生产生物炭。

《磁性猪粪生物炭及其制备方法》授权公告号CN108126657B公开了一种通过热解猪粪并附载磁性矿物，制备磁性猪粪生物炭的方法。该方法制备的磁性生物炭能够在外磁场作用下加速分离，可应用于水处理领域。由于工艺中使用湿法负载再烘干，因此能耗偏高。

《一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用》授权公告号CN109835881B公开了一种改性生物炭的制备方法。通过热解桃木渣与氧化石墨烯，再经过高锰酸钾优化生物炭结构。制备得到的生物炭可作为有机肥的原料。但石墨烯价格昂贵，增加了生物炭的成本，工业推广受限。

《生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产工艺》CN104830377B公开了一种利用生物质热解气化生产生物炭和过热蒸汽的方法。该工艺利用流化床实现生物质热解气化，由热解气化气燃烧提供热量，但装置系统复杂，流化床内物料停留时间较短。当原料性质变化较大时，适应性不强。

可见，当前工艺存在成本高、适应性差等不足，限制了这些工艺在生物炭市场上的应用与推广。针对我国生物质资源来源广、较分散、种类多的特点，急需开发一种灵活、适应性广的生物质产炭装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种移动式生物质热解气化产炭系统及方法，结构紧凑，灵活、原料适应性强，热解气化温度、时间可调，生物炭产率可控，消纳每年产量庞大的生物质，将其转化为高附加值的生物炭。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种移动式生物质热解气化产炭系统，包括重载机动车，重载机动车上设置生物质破碎机、提升机构、送料机构、热解气化筒、外加热筒以及内加热筒，热解气化筒与内加热筒形成环形空间，生物质破碎机连接提升机构，送料机构的入口设置在提升机构顶部，送料机构的出口连接热解气化筒；内加热筒、热解气化筒和外加热筒从内到外同轴设置；内加热筒的前端设置气化气燃烧器，气固换热器的热侧入口连接热解气化筒的出料口，气固换热器的冷侧的进出口分别连接氧气管道和气化气燃烧器；内加热筒的烟气出口分别连通换热器的热侧入口和外加热筒，一号换热器的冷侧进出口分别连接热解气化筒和气化气燃烧器；