生物质球气化方法及其设备技术

本发明专利技术涉及一种生物质气化领域，其包括：风机、流量计、水箱、环形集气室、炉膛、净化器、炉体、保温层、内胆、环形空气预热室、炉箅、气化剂管、生物质球，其特征是，采用蒸气和空气或空气作为气化剂，采用特制的蜂窝球状的生物质球为原料生产可燃气；其中，炉体外侧的上半部分是由不锈钢做成的水箱，风机通过气化剂管与炉膛底部的环形空气预热室相通，炉体的里面依次是保温层、内胆、炉膛，炉膛的下面是炉箅，炉箅下面是灰室，内胆的上面是环形集气室，环形集气室经过导气管、净化器与猛火灶、燃气灶、取暖炉相连，导气管的末端是烟囱，烟囱上设有阀门，其优点是结构简单，造价低廉，使用方便，耗用量小、产气量高，节能效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质气化领域，特指是一种生物质球气化方法及其设备。
技术介绍
目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。我国是一个“资源短缺、人口众多”的农业大国，生物质资源十分丰富。随着市场经济的蓬勃发展，能源消耗与日俱增，现在我国的国情是一边是“电慌”、“煤慌”、“油慌”等能源恐慌，全国上下燃料告急，价格飞涨；一边是广大农村不要钱的柴草秸秆、谷壳树叶等可再生植物资源年复一年，堆积如山，患难成灾，能否将我国这一丰富的再生植物资源转化成清洁高效的再生能源，服务千家万户，走出一条生态环保，适合我国国情，有利减轻农民负担，促进社会稳定的可持续发展的“生物再生能源″之路，早就成了我国科研战线上的一大课题。早在二十世纪九十年代，就开始使用一种生物质秸秆气化集中供气系统，但由于这种工程造价昂贵，单元总投资近70万元，户均投资在4000元以上，一次性投入较大，用户支付困难；二是必须整村连片推广，但农户居住地散乱，较难集中；三是供气时间统一，用户使用极不方便，对于那些经济相对落后、地理位置上比较零散的农村用户，实现集中供气更不现实，而沼气技术，除上述问题之外，还具有冬季不产气、夏季产气过多等诸多缺点。近些年来，出现了一些家用或小型的生物质气化炉装置，如中国专利ZL02277000.3“制气炉”、ZL02277525.0“手摇式落料制气炉”、ZL01244199.6“家用秸秆气化炉”、ZL200520050979.X“生物质气化炉”、ZL200520050980.2“生物质气化炉点火及气化装置”，其结构基本都包括炉体、进风装置和冷却净化装置。然而该项技术尚不够成熟，其在使用中常出现烧穿现象，燃烧时间短，不能持续燃烧，供气不纯，燃烧不充分，热效率低，冷炉起动时间长，燃料耗用量大，节能效果差，环境污染比较严重，特别是所有的小型的生物质气化炉都是使用颗粒状的，气体难以从炉内导出，飞灰含量高，导气管道易被堵住，飞灰再和难以处理掉的焦油混在一起，管道必堵无疑，分散农户的制作颗粒状的原料也要增加额外的成本，还有炉子在工作时产生很大的烟气，此时揭盖加料时必定导致烟气外泄，既有能量的损失，又有操作上的麻烦，导致炊事中断，甚至影响炊事人员的身心健康。因此，很多气化炉都处于不工作或半工作状态，造成农户直接经济损失，所以在这一领域尚有很大改进的空间。
技术实现思路
为了避免和克服上述不足，本专利技术的目的在于针对现有技术之不足而创新设计出一种结构简单，造价低廉，使用方便，耗用量小、产气量高，节能效果显著，炉内灰、渣、气可实现自动分离，人工出渣间隔时间长，燃气卫生清洁，热值高，火焰美观(接近液化天然气)，运行安全，设备使用寿命长，用户在用气过程中能准确、直观地判断出炉内物料耗用情况，把握最佳加料时间，且无烟尘污染，加料时不会出现烟尘外溢和燃气明火外窜等现象，同时用户或经销商无须经过严格培训，只需按产品说明书进行简单操作，即可实现正常使用并达到专利技术人设计要求的一种生物质球气化方法及其设备。本专利技术的目的是这样实现的小型生物质球气化设备以特制的蜂窝球状的生物质球作为原料，采用蒸气和空气作为气化剂，生产水煤气，将特制的蜂窝球状的生物质球放于炉内点燃，向炉内供风，当炉内温度达到550～850℃时，再向炉内定量供应蒸汽，生物质球通过于馏、热解、气化、还原等反应后产生可燃气体，可燃气体再经过净化后送到各个用气设备处点燃使用。小型生物质球气化设备也可以采用特制的蜂窝球状的生物质球作为原料，采用空气作为气化剂，生产煤气，将特制的蜂窝球状的生物质球放于炉内点燃，向炉内供风，使生物质球在缺氧状态下燃烧，生物质球通过干馏、热解、气化、还原等反应后产生可燃气体，可燃气体再经过净化后送到各个用气设备处点燃使用。其具体实施装置主要包括风机、供水管、阀门、流量计、热水管、水箱、冷水管、环形集气室、炉堂、炉盖、导气管、猛火灶、燃气灶、烟囱、取暖炉、净化器、炉体、保温层、内胆、环形空气预热室、炉箅、灰室、排灰口、气化剂管、生物质球，其中，炉体外侧的上半部分是由不锈钢做成的水箱，水箱上端有冷水管，下端有热水管，冷水管和热水管分别有一阀门来控制水的进出，热水管通过供水管与气化剂管连接，供水管上设有阀门和流量计，风机通过气化剂管与炉膛底部的环形空气预热室相通，环形空气预热室内侧面的底部设有风眼；炉体的里面依次是保温层、内胆、炉膛，炉膛的下面是炉箅，炉箅下面是灰室，灰室设有排灰口，炉膛的上面是炉盖，生物质球能够放于炉膛内、炉箅上燃烧；内胆的上面是内侧面带有小孔的环形集气室，环形集气室经过导气管、净化器与猛火灶、燃气灶、取暖炉相连，导气管的末端是烟囱，烟囱上设有阀门。仅用空气作为气化剂的生物质球气化设备，其风机也通过气化剂管与炉膛底部的环形空气预热室直接相连，而没设有供水管、流量计、阀门。所述生物质球是由生物质、黏土、焦油催化剂、煤粉、水按照一定的比例混合后，再由专用的设备压制、干燥而形成蜂窝球状的结构。所述内胆是由耐火泥烧制的，内胆的内侧面有若干沿竖直方向设有一些凹巢，利于气体的导出。所述净化器内部净化用的物质可以由水和稻壳组成，水在下面，稻壳在上面，水和稻壳之间用带孔的隔板隔开。本专利技术与现有技术相比具有以下突出的优点(1)采用特制的生物质球代替目前的生物质颗粒作为气化原料，生物质球就象目前常用的煤球一样成蜂窝状，首先使得气化设备加料方便，燃烧更加充分，其次蜂窝状的生物质球极大的减少了飞灰的含量，并且使煤气更容易从蜂眼导出，再次经过压制的生物质球，会使得密度变大，与目前的小型生物质气化炉相比，只需较小炉型就可燃烧较多的物料，减少加料的次数，加大单次加料的产气量，以及蜂窝状的生物质球也容易集中加工，商品化生产，方便用户使用。(2)通过特制的生物质球使得生物质与煤混合气化，无论从物理性能和气化性能，两种物质均有互补性，生物质挥发分高，固定碳少，易于高温干馏热解，而煤固定碳高，灰熔点高，易于燃烧形成高温料层，二者有机地融合可以生产出焦油含量低，热值高的燃料气，再加上特制的生物质球还含有焦油裂解催化剂，进一步减少了焦油的含量，其应用价值非常的高。(3)炉内设有环形空气预热室，空气在进入炉膛内先得到加热，水也经过水箱预热，并通过流量计控制，还能够与空气充分混合，解决了水不能完全转化为蒸气而进入炉膛并降低炉温的问题，气化剂得到预热和分配，进入炉膛后能与生物质充分反应，提高转化率，产气变的更加容易，并且采用空气和水蒸气作为气化剂生产水煤气，所产气体的热值高。(4)整个产气过程，简单方便，物料选择性大、耗用量小、产气量高，节能效果显著，炉内灰、渣、气可实现有效分离，人工出渣间隔时间短，燃气卫生清洁，热值高，同时用户或经销商无须经过严格培训，只需按产品说明书进行简单操作，即可实现正常使用。(5)生物质气使用安全可靠，在使用过程中可将气化炉放于室外，所产气体可用较长的导气管引导至室内使用，不存在象煤气、液化气等在储存、运输、使用条件下易爆、易泄漏等危险，气体在燃烧过程中清洁卫生、无烟雾灰尘、无毒无污本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物质球气化方法，其特征是：小型生物质球气化设备以特制的蜂窝球状的生物质球（２９）作为原料，采用蒸气和空气作为气化剂，生产水煤气，将特制的蜂窝球状的生物质球（２９）放于炉内点燃，向炉内供风，当炉内温度达到５５０～８５０℃时，再向炉内定量供应蒸汽，生物质球（２９）通过干馏、热解、气化、还原等反应后产生可燃气体，可燃气体再经过净化后送到各个用气设备出点燃使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春生，
申请(专利权)人：刘春生，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]