專利名稱：秸桿利用的方法與裝置的制作方法
歷史上秸桿長期被其它能源缺乏地區作為燃料。然而，由于土灶燒秸稈效率低，絕大部分可燃物化為煙霧損失，而且難以穩定燃燒供熱。1千克干秸稈完全燃燒時發熱1萬焦耳以上，本可相當于500克優質煤或原油或0.5立方米天然氣。而低效土灶燃燒其實際效果不及50克煤。所以到現在，越來越多的農民放棄以秸稈為燃料，而將秸稈視當廢物，在收割莊稼后于地頭點火焚燒秸稈，以利下薦種植。這種露天焚燒秸稈效率更低，產生煙霧更重，嚴重時可以迫使機場關閉，道路交通中斷。
本發明的目的是提供一種大規模高效利用秸稈的方法與裝置，充分利用全國每年生產的億噸級秸稈、草葉，變廢為寶代替不可再生而日漸枯竭的煤、油、氣用于發電、供熱或生產化工產品。
本發明的特征是以機械、氣動等方式將秸稈連續送入熱解反應區(專用秸稈熱分解爐或燃燒爐的爐膛)使秸稈相對于200℃以上高溫的氣流逆向運動接觸高溫氣流而產生熱分解，放出CO、CO2、H2O、H2、氣化焦油……組成的熱霧秸稈氣，該秸稈氣不分離焦油類物質而混入含氧氣體(可以預熱)在300℃以上高溫下反應產生供利用的熱能或(及)化學物質。
秸稈與200℃以上氣流接觸，迅速分解放出氣體。若上述接觸氣流為非氧化性(如煙道氣)則分解氣體逸出后留下黑色多孔疏松炭化秸稈。該炭化秸稈可按照公知活化技術活化后制成活性炭產品或粉碎為200目以上成為炭黑產品。上述活性炭與炭黑隨秸稈原料不同其含灰量可能高于老產品，但其它性能同樣優異。它們的最大優點在于制造成本低，產量大。上述產物還可與粘合助劑制成“型煤”產品，與水等助劑成“煤漿”產品。
由于剛產生的熱炭化秸稈具有很強的化學活性，當其與空氣接觸時極易燃燒，使炭成分氧化為CO或CO2從而為分解后續送入秸稈提供熱量。此時不能獲黑色炭化秸稈。這種情況下從進氣口進入的可能是空氣(可預熱)。
由秸稈熱分解產生的秸稈氣中可冷凝的焦油成分與不凝氣體在質量上幾乎各占一半。焦油成分主要由炭、氧、氫化合物構成，當其與空氣進入炭黑爐不完全燃燒時，可制成與老方法質量完全一致的炭黑而不需以日漸稀少的石油、天燃氣為原料。也可以在300℃以上高溫與氧、水蒸汽直接變換為H2、CO、CO2可按公知化工方法生產化工產品。
秸稈氣中焦油成分在常溫下難與空氣燃燒，但只要火焰溫度高于800-1000℃，含氧充分，通過秸稈氣化變換產生的秸稈氣可充分燃燒，供熱發電。
先氣化再燃燒可以防止秸稈中的絕大部分灰分進入熱交換系統及排氣中。一方面有利于鍋爐工作，另一方面減少廢氣中的灰塵有利環保。加上秸稈含硫低，產生的草灰可用于農田。可一舉解決燃煤電站常見的粉煤灰與酸雨兩大公害，同時因不分離焦油無酚污染。
較為簡便的方法是先將秸稈切為10厘米以下(最好是1厘米以下)的小段，直接噴吹入鍋爐膛內在高溫下分解并與補充空氣在800℃以上燃燒供應鍋爐熱量。
本發明還提供一種分解利用秸稈的裝置如圖所示。該裝置由秸稈分解爐與進料機構(未畫出)組成。秸稈由進料口1推入；2為秸稈氣出口，秸稈分解后產生的氣體(含焦油)與用于分解秸稈的氣體一并由此排出，通往鍋爐燃燒室或化學變換爐；進料口與出氣口設在同一端；3為進料擋柵，用以防止秸稈進入出氣口；4為擋渣柵，防止秸稈分解殘渣堵塞進氣口5；5為進氣口，空氣或高溫非氧化性氣(如煙道氣)由此進入，使秸稈炭化與分解；6為排渣口，秸稈分解殘渣或炭化秸稈由此排出。進氣口與排渣口設同一端。在進氣口5外可設鼓風機，在出氣口2處可設引風機，使氣流克服秸稈阻力而流動。利用本裝置可以實現秸稈連續進料、連續分解、連續出渣。
下面是一個實施例，該實施例為一個5萬千瓦熱電站，采用本發明的方法以秸稈切割為1厘米小段后，以氣流噴吹到鍋爐爐膛代替煤粉發電，年發電4億度，原年用20萬噸煤粉(熱值12000焦耳/千克)，產生10萬噸粉煤灰。提用本方法年耗用20萬噸稻麥稈，僅產生1萬噸草灰，完全返還農民肥田，杜絕了四周燒秸稈污染空氣現象。電站節約燃料成本50％，減少10萬噸粉煤灰排放。而農村戶均增收近百元。
綜合上述，按本發明的方法可利用秸稈代替煤、油、氣供熱，發電及生產化工產品。可以消化全國每年幾億噸秸稈，變廢為寶，長久服務人類。一方面可保護環境，另一方面則能開發利用巨大的可再生秸稈能源。
權利要求
1.秸稈利用方法，其特征是將秸稈以機械連續送入熱解反應區與溫度高于200℃的氣流接觸分解產生氣體，該氣體不分離焦油類物質而進入氧化反應區混入含氧氣體在300℃以上溫度反應產生供利用熱能與化學物質。
2.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是用以分解秸稈的高溫氣體為非氧化性，逸出氣體后剩下的炭化秸稈活化制成活性炭或粉碎后制成炭黑。
3.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是產生的秸稈氣進入炭黑爐不完全燃燒生成炭黑。
4.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是產生的秸稈氣在300℃以上高溫與氧及水蒸氣變換為H2、CO、CO2氣體。
5.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是分解秸稈的熱量由炭化秸稈氧化產生。
6.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是秸稈氣進入鍋爐中在800℃以上高溫燃燒和供熱發電。
7.按權利要求1所描述的秸稈利用方法，其特征是秸稈事先切成10厘米以下小段，氣流輸送吹入爐膛于800℃以上高溫分解燃燒供熱發電。
8.按權利要求1所描述的秸稈利用方法所使用的秸稈分解爐，其特征是進料口1與出氣口2設置在一端，出氣2內設有擋料柵；分解爐另一端設進氣口6與出渣口5，在進氣口內設擋渣柵。
全文摘要
本發明采用將秸稈熱分解氣化后,不分離焦油與含氧氣體反應變換產生供利用的熱能與化學物質。用本方法可生產活性炭,炭黑及電力,還可生產其它化工產品。本發明可以大規模利用秸稈,起到保護環境獲得持續發展所需可再生能源。
文檔編號C09C1/48GK1266871SQ9910158
公開日2000年9月20日 申請日期1999年3月12日 優先權日1999年3月12日
發明者胡蔚新 申請人:胡尉新