生物能源气体的生产工艺及其专用设备.pdf

本发明公开了一种生物能源气体的生产工艺及其专用设备，秸秆、锯末等生物质燃料在缺氧条件下，迅速升温至500℃-900℃，生物质燃料充分遇热分解，变成小分子，进而成为气体挥发出来，该气体迅速冷凝到20℃以下，使其部分燃气液化形成焦油，剩余气体即为可燃生物能源气体，生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后，余下100％的炭分子形成了炭黑。本发明可使生物质能量完全转化，产生的可燃气体一氧化碳含量低、热值高，而且可将焦油、炭黑变废为宝。

1、  一种生物能源气体生产工艺，其特征在于：秸杆、锯末等生物质燃料在无氧条件下，迅速升温至500℃-900℃，生物质燃料充分遇热分解，变成小分子，进而成为气体挥发出来，该气体迅速冷凝到20℃以下，使其部分燃气液化形成焦油，剩余气体即为可燃生物能源气体，所述生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后，余下100％的炭分子形成了炭黑。

2、  根据权利要求1所述的生物能源气体生产工艺，其特征在于：所述可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏。

3、  根据权利要求1或2所述的生物能源气体生产工艺，其特征在于：所述可燃生物能源气体进行过滤，变为无色的燃烧气体。

4、  一种生产生物能源气体的专用设备，其特征在于：该设备包括炉体(1)、冷凝器(4)，所述炉体(1)内设有热解容器(2)，在所述炉体(1)内且在热解容器(2)下方设炉蓖(3)，所述热解容器(1)上设送料管(23)、出气管(24)、出料管(22)及与真空炉连接的真空管(25)，所述出气管(24)穿过冷凝器(4)，在所述冷凝器(4)底部且在出气管(24)上设焦油容器(5)。

5、  根据权利要求4所述的生产生物能源气体的专用设备，其特征在于：所述热解容器(2)内设搅拌装置(21)。

6、  根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备，其特征在于：所述冷凝器(4)的出气管未端与氨洗喷淋塔底部相连，氨洗喷淋塔上部设净化气出气管。

7、  根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备，其特征在于：所述冷凝器(4)为水冷式交换器。

8、  根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备，其特征在于：所述净化气出气管末端连有过滤装置，该过滤装置顶部设有燃气管。

生物能源气体的生产工艺及其专用设备
技术领域
本发明涉及一种生物能源，具体说是一种生物能源气体的生产工艺及其专用设备。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高，广大农村要求改善环境质量和生活质量，告别以秸杆作燃料煮饭烟熏火燎的日子。目前利用秸杆、锯末等生物质，在厌氧条件下加热，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植物中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体，用于农村居民的炊事及采暖。在这种过程中，生物质的全部能量不能完全被气化转移到可燃气中，而且这种可燃气中一氧化碳量高，热值低。另外，生物质气化后的其余产物，如焦油、炭黑均作废物处理，造成能源浪费。炭黑可用于制造中国墨、油墨、油漆等，炭黑还在塑料行业中有着重要作用。焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料。
发明内容
本发明的目的是提供一种可使生物质能量完全转化，产生的可燃气体一氧化碳含量低、热值高，而且可将焦油、炭黑变废为宝的生物能源气体的生产工艺及其专用设备。
本发明所采用的技术方案为：生物能源气体的生产工艺：秸杆、锯末等生物质燃料在无氧条件下，迅速升温至500℃-900℃左右，生物质燃料充分遇热分解，变成小分子，进而成为气体挥发出来，该气体迅速冷凝到20℃以下，使其部分燃气液化形成焦油，剩余气体即为可燃生物能源气体，生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后，余下100％的炭分子形成了炭黑。
作为本发明的一种改进，所述可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏，进一步净化生物能源气体。
作为本发明的一种改进，对所述可燃生物能源气体进行过滤，变为无色的燃烧气体。
生产本发明生物能源气体的专用设备，该设备包括炉体、冷凝器，所述炉体内设有热解容器，在所述炉体内且在热解容器下方设炉蓖，所述热解容器上设送料管、出气管、出料管及与真空炉连接的真空管，所述出气管穿过冷凝器，在所述冷凝器底部且在出气管上设焦油容器。
作为本发明的一种改进，所述热解容器内设搅拌装置。
作为本发明的另一种改进，所述冷凝器的出气管未端连有氨洗喷淋塔。
作为本发明的又一种改进，所述冷凝器为水冷式交换器。
作为本发明的另一种改进，所述出气管末端连有过滤装置，该过滤装置顶部设有燃气管。
本发明首先把秸杆、锯末等生物质燃料通过送料管装进热解容器，装满后将送料管密封，把热解容器抽成真空，生物质与空气隔绝，使氧气不能参与热解，避免一氧化碳产生，然后，在炉体内、炉蓖上加柴燃烧，迅速给热解容器加热到500℃-900℃，生物质燃料遇热分解，变成小分子，变成气体挥发出来，通过冷凝器冷热交换，迅速冷凝到20℃以下，使其部分燃气液化形成焦油，从焦油容器导出，剩余气体将从出气管出来，进入可燃气体储气柜备用，供居民炊事、供暖使用。本发明还可将可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏，进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油。本发明生物质在搅拌装置作用下，更加充分遇热分解。本发明还在出气管末端设过滤装置，气体通过过滤装置过滤，变为无色、无味的燃烧气体，通过燃气管进入储气柜备用。在热解容器里，生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器，很短时间内，便挥发完毕，余下100％的炭分子留在容器里，排出后形成了炭黑，炭黑从出料口收集出来，变废为宝。本发明还可把冷凝器中的温水回收利用，充分利用能量。
附图说明
图1为生产本发明生物能源气体的专用设备的示意图。
具体实施方式
本发明生物能源气体的生产工艺为：秸杆、锯末等生物质燃料在缺氧条件下，迅速升温至500℃-900℃，生物质燃料充分遇热分解，变成小分子，进而成为气体挥发出来，该气体迅速冷凝到20℃以下，使其部分燃气液化形成焦油，剩余气体即为可燃生物能源气体，本发明生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后，余下100％的炭分子形成炭黑。为了进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油，本发明还可将可燃生物能源气体通过氨洗，即通过氨水淋沐燃烧气，进一步把可燃生物能源气体中的焦油分离出来，因焦油溶解于氨水，然后再蒸馏使焦油脱水、脱氨，这样可燃生物能源气体更加洁净。本发明还可将可燃生物能源气体过滤，使其变为无色的燃烧气体。本发明可将城市生活垃圾作为生物质燃料。
如图1所示，生产本发明生物能源气体的专用设备，包括炉体1、冷凝器4，与普通炉体一样，在炉体2顶端装有烟囱7，在炉体1内设有热解容器2，在炉体1内且在热解容器2下方设炉蓖3，热解容器2上设送料管23、出气管24、出料口22及与真空炉连接的真空管25，出气管24从冷凝器2底部穿出，为了加快燃气热交换，本发明出气管24在冷凝器2内可盘旋设置，也可设若干根平行且相通的出气管24，在冷凝器2底部且在出气管24上设焦油容器5。本发明炉体1为耐火材料制成，热解容器2可为铁皮制品，也可为耐火材料制成。为了使生物质燃烧更加完全和充分，本发明在热解容器2内设搅拌装置21，该搅拌装置21可采用普通的搅龙，该搅龙由转轮25、电机提供动力。本发明的冷凝器2为水冷式交换器，经过热交换的水变成温水，还可以回收利用，充分利用热能。为了进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油，本发明还可在冷凝器4的出气管未端连有氨洗喷淋塔，即该喷淋塔底部与出气管相连，喷淋塔上部设净化气出气管，生成的可燃生物能源气体从喷淋塔底部进入，经氨水淋沐，较净化的气体从净化气出气管出来。为了更进一步净化可燃气体，本发明在净化气出气管24末端设有过滤装置6，过滤装置6采用水介质，在过滤装置6顶部设有燃气管241，可燃气体通过过滤装置6进行过滤，变成无色的燃烧气体，将气体收集于大罐中，再分配到各用户。