[发明专利]由植物秸秆制取可燃性气体的方法和设备

说明书

本发明涉及一种利用植物秸杆粉粹物制可燃性气体的方法和设备。

现行的民用和工业用可燃气体的制备方法主要是以煤造气。对于一些缺煤地区，特别是农村集镇，利用煤造气投资大，成本高，农民承担不起。目前，农村农民生活能源的主要来源是植物秸杆，但燃烧时既浪费了能源，又污染了环境。

本发明的目的是针对上述不足之处提出一种利用植物秸杆制取可燃性气体的方法及生产设备，该方法生产的可燃气气体价廉，且卫生，可广泛用作人们的生活能源。

本发明的技术解决方案：

一、试验分析：

1、对植物秸杆粉粹物在隔绝空气状态下的加热试验。

植物秸杆粉粹物（如锯木屑、稻草糠、麦秸糠等）晒干后放入反应炉内使之隔绝空气，放在炉火上加热到300℃以上，则反应炉内进行裂解反应，生成可燃气体，主要化学反应式：

从上式看出，可燃气体是一氧化碳和甲烷，按理论值计算，生成后的可燃气体占反应物总量的88.9%。

2、对植物秸杆粉粹物加辅助反应物在隔绝空气状态下的加热试验。

辅助反应物为煤或硫磺，实际应用中考虑到煤的经济性及不产生有害气体，选择煤作为辅助反应物比较合适，烟煤、无烟煤均可，把煤充分粉碎过筛后，按照与植物秸杆粉碎物重量之比为12%-16%，拌入植物秸杆粉碎物中搅匀，然后投入反应炉中，使之隔绝空气，加热到300℃以上，混合物进行裂解、合解反应，生成可燃气体，其主要化学反应式为：

从上式看出，可燃气体为一氧化碳、丙烷和丁烷，按理论值，生成的可燃气体是反应物的总和的89.7～100%。

3、对植物秸杆粉碎物拌加煤粉在有少量空气进入状态下的加热试验。

将植物秸杆粉碎物和煤粉按上述比例混合，放入反应炉后，有少量空气进入，加热到300℃以上，混合物进行裂解，合成反应，生成可燃气体，主要化学反应式为：

从上式看出，可燃气体为一氧化碳、丙烷。按理论值计算，生成的可燃气体占反应物总量的92.1%，带来空气不算投入量，生成的可燃气为实际投入量的107%。

在现实的工业化生产中，植物秸杆粉碎物与煤粉混合后，虽经机械密封装置处理，但反应炉中仍不可避免带入少量空气，实际化学反应式主要是（2）、（3）、（4）三个阶段的综合，而三个反应各自量的比例取决于加入煤粉和带入空气量的比例，实际生成的可燃气体主要是一氧化碳、丙烷、丁烷。由实验测得一氧化碳约70%，丙烷、丁烷约占30%，按理论值计算，去除带入的空气量，产生的可燃气体占投入反应物量的变化范围为89.7～107%，再由实验测得，植物秸杆粉碎物和煤粉中所含杂质综合比例为40%，所以实际产生可燃气体占投入原料总量的比例变化范围为54～64%。

所以，本发明的技术解决方案为：

将植物秸杆充分粉碎后，加入一定的辅助物，在基本隔绝空气的状态下加热反应，反应温度为300～500℃，辅助物的加入量是植物秸杆粉碎物的重量的12-26%。反应时间为2.5分钟至3分钟，加入的辅助物是硫磺或煤粉，最好是煤粉。

应用上述方法生产可燃性气体的设备是由进料器、反应炉、出渣水密封装置、冷却罐、净化罐、贮气罐组成。进料器由进料口、密封过料装置、螺旋进料杆组成。进料器的出口与反应炉的进口相连，反应炉内设一滚子，滚子外圆上设螺旋片，滚子与反应炉外壳间距为4cm，由电机、减速器驱动滚子转动，滚子转速为10-12转/分，反应炉上方设出气管，反应炉的下方设出渣口，出渣口与出渣水密封装置相连，出渣水密封装置是一内装水的大池子。反应炉出气管与冷却罐相连，冷却罐上的出气管与压缩机相连，压缩机的出气管插入净化罐的净化液中，净化罐的出气管通过压缩机与贮气罐相连。