專利名稱：一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒把b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦油處理的方法，尤其是一種生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂吞幚矸?法。本發(fā)明還提供一種生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂吞幚硌b置。
技術(shù)背景生物質(zhì)燃?xì)馐抢弥参锶剂贤ㄟ^制氣爐，在密閉缺氧條件下，采用干鎦熱解 及熱化學(xué)氧化法后產(chǎn)生的一種可燃性氣體，這種氣體是一種混合燃?xì)猓彩且环N 清潔能源，主要含一氧化碳、氫氣、甲垸、乙垸、丙烷等，廣泛用于炊事、取暖、 淋浴以及工業(yè)用能。近年來，由于能源問題的日益突出，生物質(zhì)可再生能源的開 發(fā)愈來愈引起人們的重視，國家已將生物質(zhì)能源列入中長期重大開發(fā)項目。僅中 國專利公開的有關(guān)生物質(zhì)制氣爐具就有幾百種，市場上也出現(xiàn)了很多種生物質(zhì)制 氣裝置。但是，長期以來，由于生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂碗y以處理，生物質(zhì)爐具的推 廣受到嚴(yán)重制約。生物質(zhì)氣化焦油催化裂解裝置的研發(fā)被列為國家《可再生能源 產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》。生物質(zhì)焦油，亦稱木焦油，呈黑色或黑褐色、粘稠狀，是生物質(zhì)燃?xì)獾母碑a(chǎn) 物。焦油在高溫時顯氣體與燃?xì)饣旌?，而?0(TC以內(nèi)時凝結(jié)為液態(tài)。焦油的存在(據(jù)有關(guān)資料報道，焦油的能量一般占燃?xì)饪偭康?-15%)對生物 質(zhì)燃?xì)獾睦貌焕粌H降低生物質(zhì)氣化效益，而且會造成能源浪費(fèi)。在生物 質(zhì)氣化爐應(yīng)用過程中，焦油隨燃?xì)鈴膶?dǎo)氣管輸送到凈化器，凈化器再通過管道輸 送到燃?xì)庠?，在這期間焦油由熱逐步變冷時凝結(jié)為液體，并與水和碳等元素結(jié)合 在一起，導(dǎo)致氣化爐堵塞輸氣管道。正因為此，生物質(zhì)氣化爐具未能得到廣泛推 廣。為了解決生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂蛦栴}，人們展開了很多研究，取得了一定 效果?，F(xiàn)有生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂头蛛x和裂解主要采用下列方法和技術(shù) 1、焦油分離技術(shù)①水洗法水洗法一般有兩種方法，第一種方法是將燃?xì)庥盟畤婌F法，第二
是將混合燃?xì)馔ㄟ^管道放進(jìn)水里，靠壓力把混合燃?xì)鉀_破水面而達(dá)到燃?xì)鈨艋?但存在污水排放帶來二次污染。② 吸呼法就是利用凈化器中填吸呼物來吸收燃?xì)庵械慕褂秃退?。這種效 果不佳，原因是需要不斷更換填料，但被更換的填料會造成二次污染。③ 離心分離法這種方法需用動力，采用離心原理脫除焦油，但這種方法仍 然存在能源浪費(fèi)和二次污染。 反沖法這種方法是目前最普遍、最通用，也是最簡單的一種方法，主要 利用燃?xì)獾姆礇_作用與碰撞原理達(dá)到脫凈粉塵和焦油的目的，其效果極差。 2、高溫裂解技術(shù)在目前氣化爐行業(yè)中還沒有人去應(yīng)用此技術(shù)，只有在實(shí)驗室應(yīng)用，實(shí)驗室應(yīng) 用需要補(bǔ)充其他能源才能達(dá)到高溫裂解條件和效果，無實(shí)際應(yīng)用價值?？偟膩碚f，現(xiàn)有生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂吞幚矸椒?，均存在焦油分離和裂解 效果差，技術(shù)復(fù)雜，存在二次污染和成本高等缺陷，特別不適應(yīng)于戶用生物質(zhì)制 氣爐具的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)焦油的處理方法及其裝置，其利用生物質(zhì) 本身在轉(zhuǎn)化燃?xì)膺^程中產(chǎn)生的熱能，并配合催化劑裂解燃?xì)庵械慕褂秃退?，?生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂秃退蒉D(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，操作簡單，不存在二次污染， 成本低廉。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方案為 一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒ǎ?特征在于，在生物質(zhì)制氣爐具的氧化高溫區(qū)設(shè)置裂解反應(yīng)管，裂解反應(yīng)管內(nèi)放入 裂解催化劑，將生物質(zhì)制氣爐具所產(chǎn)生的生物質(zhì)混合燃?xì)馔ㄟ^導(dǎo)氣管道不斷輸入 到設(shè)在該生物質(zhì)制氣爐具氧化高溫區(qū)內(nèi)的裂解反應(yīng)管，生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂?和水分經(jīng)催化劑作用在裂解反應(yīng)管內(nèi)反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，與生物質(zhì)燃?xì)庖黄饛牧?解反應(yīng)管的一端導(dǎo)出。所述焦油裂解催化劑為如木炭、白云石、石灰石、鎳基催 化劑中的一種或多種。所述焦油裂解催化劑最好為木炭。所述焦油裂解催化劑木炭或白云石的粒度為0. 5 5cm。 本發(fā)明提供的一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，在生物質(zhì)氣化爐具
的爐堂氧化高溫區(qū)設(shè)置裂解反應(yīng)管，裂解反應(yīng)管的一端通過導(dǎo)氣管接通爐膛上部 的混合燃?xì)獬隹冢呀夥磻?yīng)管的出氣口端接通爐外。所述裂解反應(yīng)管橫向或出氣 管口一端向上傾斜設(shè)置于爐堂下部，由導(dǎo)熱耐溫管制成。所述導(dǎo)氣管設(shè)置在爐壁 內(nèi)側(cè)。為提高自熱催化裂解溫度，所述裂解反應(yīng)管的外表面設(shè)有吸熱片。 為增加裂解反應(yīng)管的受熱面積和延長生物質(zhì)混合燃?xì)庠诹呀夥磻?yīng)管中的停留時間，所述裂解反應(yīng)管可以在爐堂氧化高溫區(qū)設(shè)置多個。為增大裂解反應(yīng)管內(nèi)的催化劑的受熱面，所述裂解反應(yīng)管的橫截面為豎向扁形。為便于催化劑的裝入和除渣，所述裂解反應(yīng)管的兩端分別設(shè)有活動蓋，裂解反 應(yīng)管的進(jìn)氣口和出氣口設(shè)于裂解反應(yīng)管兩端的側(cè)部。為補(bǔ)充生物質(zhì)混合燃?xì)庵械乃?，以利焦油和水分的裂解反?yīng)，在爐膛頂部的 爐壁內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形密封水槽，混合燃?xì)獬隹谠O(shè)置在密封水槽內(nèi)。本發(fā)明的工作原理是，生物質(zhì)制氣爐具爐膛內(nèi)的生物質(zhì)燃料生火后3-5分鐘 開始產(chǎn)生混合燃?xì)猓瑫r，爐膛高溫氧化區(qū)的溫度迅速上升。所產(chǎn)混合燃?xì)饨?jīng)過 導(dǎo)氣管進(jìn)入設(shè)在爐膛氧化高溫區(qū)的裝有催化劑的裂解反應(yīng)管，混合燃?xì)庠诟邷叵?經(jīng)催化劑作用，其中的焦油和水分發(fā)生裂解轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w。焦油裂解的最終產(chǎn) 物與燃?xì)獾某煞窒嗨疲貏e是焦油中的大部分成分與水發(fā)生反應(yīng)(如焦油中的萘 在催化裂解時發(fā)生下述反應(yīng)d。Hs+10H2(M0CO+14H2， ciu20H20=10C02+24H2， d。Hs+10H2(^2C0+4C02+6H2+4CH4)，生成C0和H2,既可減少炭黑的產(chǎn)生，又能提高 可燃?xì)怏w的產(chǎn)量。本發(fā)明利用生物質(zhì)本身在轉(zhuǎn)化燃?xì)膺^程中產(chǎn)生的熱能，并配合催化劑裂解燃 氣中的焦油和水份，使生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂秃退蒉D(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，而不需 要另外熱源實(shí)現(xiàn)焦油裂解，焦油裂解充分，并無黑炭之類的物質(zhì)產(chǎn)生，不存在二 次污染，可提高所產(chǎn)燃?xì)獾馁|(zhì)量。本發(fā)明的裝置在使用時，只需在裂解反應(yīng)管中 加入木炭之類的廉價催化劑，操作簡單，成本低廉。


圖1為本發(fā)明的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置在制氣爐中的安裝示意圖； 圖2為本發(fā)明A-A截面圖。
圖中，l-爐膛，2-裂解反應(yīng)管，3-導(dǎo)氣管，4-密封水槽，5-混合燃?xì)獬隹冢?6-出氣管，7、 8-活動蓋，9-吸熱片，10-進(jìn)氣口， ll-出氣口， 12-裂解催化劑， 13-為進(jìn)風(fēng)口， 14-為加料蓋，15-氧化髙溫區(qū)。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，在爐膛1下部的氧化高溫區(qū)15設(shè)有裂解反應(yīng)管2,裂解 反應(yīng)管2的外表面設(shè)有吸熱片9，裂解反應(yīng)管2的橫截面為豎向扁形。裂解反應(yīng) 管2的進(jìn)氣口 10通過導(dǎo)氣管3與混合燃?xì)獬隹?5連通，導(dǎo)氣管3設(shè)在爐壁內(nèi)側(cè)， 在爐膛1頂部外側(cè)設(shè)有環(huán)形密封水槽4，混合燃?xì)獬隹?5設(shè)在密封水槽4內(nèi)。裂 解反應(yīng)管2的進(jìn)氣口 IO和出氣口 U分別設(shè)在裂解反應(yīng)管2兩端的側(cè)部，出氣口 11設(shè)有燃?xì)獬鰵夤?伸出爐外。裂解反應(yīng)管2的出氣口 ll一端稍向上傾斜，裂 解反應(yīng)管2的兩端端頭分別設(shè)有活動蓋7、 8,打開活動蓋7、 8可放入木炭等催 化劑12和除去反應(yīng)后的殘渣。圖1中，14為加料蓋，13為進(jìn)風(fēng)口。 如圖2所示，在爐膛氧化高溫區(qū)設(shè)置三個裂解反應(yīng)管2。 使用過程中，首先在裂解反應(yīng)管2內(nèi)放入木炭，木炭的粒度為0.5 5cm。 爐膛l內(nèi)的生物質(zhì)燃料從爐膛下部生火后，經(jīng)過一段時間后開始產(chǎn)生混合燃?xì)猓?并使氧化燃燒管的溫度上升到700-900t:.混合燃?xì)庵谐锌扇細(xì)怏w外，還含 有焦油和水分，在經(jīng)過爐膛1頂部的密封水槽4的過程中進(jìn)一步補(bǔ)充水分?；旌?燃?xì)鈴拿芊馑?中的混合燃?xì)獬隹?5經(jīng)導(dǎo)氣管3進(jìn)入裂解反應(yīng)管2,混合燃?xì)?中的焦油和水分在裂解反應(yīng)管2內(nèi)在催化劑木炭的作用下發(fā)生裂解，生成C0和 H^之類的可燃?xì)怏w，從裂解反應(yīng)管2的出氣管6導(dǎo)出。
權(quán)利要求
1、一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒?，其特征在于，在生物質(zhì)制氣爐具的氧化高溫區(qū)設(shè)置裂解反應(yīng)管，裂解反應(yīng)管內(nèi)放入裂解催化劑，將生物質(zhì)制氣爐具所產(chǎn)生的生物質(zhì)混合燃?xì)馔ㄟ^導(dǎo)氣管道不斷輸入到設(shè)在該生物質(zhì)制氣爐具氧化高溫區(qū)內(nèi)的裂解反應(yīng)管，生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂秃退纸?jīng)催化劑作用在裂解反應(yīng)管內(nèi)反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，與生物質(zhì)燃?xì)庖黄饛牧呀夥磻?yīng)管的一端導(dǎo)出，所述焦油裂解催化劑為如木炭、白云石、石灰石、鎳基催化劑中的一種或多種。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒?，其特征在于，焦油裂?催化劑為木炭。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒ǎ涮卣髟谟?，所?焦油裂解催化劑的粒度為0. 5 5cm。
4、 一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，在生物質(zhì)氣化爐具的爐堂(1) 氧化高溫區(qū)(15)設(shè)置裂解反應(yīng)管(2)，裂解反應(yīng)管(2)的一端通過導(dǎo)氣管(3) 接通爐膛(1)上部的混合燃?xì)獬隹?(5)，裂解反應(yīng)管(2)的出氣口 (11)端接 通爐外。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，所述裂解 反應(yīng)管橫向或出氣管口一端向上傾斜設(shè)置于爐堂下部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，所述裂解 反應(yīng)管(2)的外表面設(shè)有吸熱片(9)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，所述裂解 反應(yīng)管(2)可以在爐堂氧化高溫區(qū)(12)設(shè)置多個。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，所述裂解 反應(yīng)管(2)的橫截面為豎向扁形。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，所述裂解 反應(yīng)管(2)的兩端分別設(shè)有活動蓋(7)、 (8)，裂解反應(yīng)管的進(jìn)氣口 (10)和出 氣口 (11)設(shè)于裂解反應(yīng)管(2)兩端的側(cè)部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，其特征在于，在爐膛(l) 頂部設(shè)有環(huán)形密封水槽(4)，混合燃?xì)獬隹?(5)設(shè)置在密封水槽(4)內(nèi)。
全文摘要
一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒把b置，方法是將生物質(zhì)制氣爐具所產(chǎn)生的混合燃?xì)馔ㄟ^導(dǎo)氣管道輸入到設(shè)在爐膛氧化高溫去的裂解反應(yīng)管，其中的焦油和水分經(jīng)裝在裂解反應(yīng)管中的催化劑作用在裂解反應(yīng)管內(nèi)反應(yīng)生成可燃?xì)怏w。生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀庋b置，是在生物質(zhì)氣化爐具的爐膛(1)氧化高溫區(qū)(15)設(shè)置裂解反應(yīng)管(2)，裂解反應(yīng)管(2)的一端通過導(dǎo)氣管(3)接通爐膛(1)上部的混合燃?xì)獬隹?5)，裂解反應(yīng)管(2)的出氣口(11)端接通爐外。本發(fā)明利用生物質(zhì)本身在轉(zhuǎn)化燃?xì)膺^程中產(chǎn)生的熱能，并配合催化劑裂解燃?xì)庵械慕褂秃退?，使生物質(zhì)混合燃?xì)庵械慕褂秃退蒉D(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，操作簡單，不存在二次污染，成本低廉。
文檔編號C10G11/00GK101117589SQ20071003493
公開日2008年2月6日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者周松林, 周海軍 申請人:周松林;周海軍