專利名稱：生物質制合成氣的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種制氣裝置，特別涉及一種生物質制合成氣的裝置及方法。
背景技術：
植物生物質(包括鋸末、木柴，野草，松針樹葉，作物秸桿，牛羊畜糞，食用菌渣)中的碳元素質量分數約為40%，其次為氫、氮、氧、鎂、硅、磷、鉀、鈣等元素。植物秸桿的有機成分以纖維素、半纖維素為主，質量分數為50%。這些生物質原料，在缺氧條件下加熱，使之發生復雜的熱化學反應的能量轉化過程，此過程實質是植物生物質中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應條件下按照化學鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子，這樣植物生物質中的大部分能量就轉移到這些氣體中。
現有的技術一般采用爐內燃燒的方式制取燃氣，工藝方法氣化效率低，氣化過程中的有害成分不能完全轉化，容易產生大量焦油、二噁英等有害物質，造成環境的污染。
發明內容
本發明的目的是提供一種轉化率高，不產生焦油、二噁英等有害物質，高溫、缺氧、生物質制合成氣的裝置。 本發明的目的是這樣實現的生物質制合成氣的裝置包括燃燒爐、裂解爐，燃燒爐的爐壁至少一部分設在裂解爐內或燃燒爐與裂解爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對獨立，所述的燃氣管、助燃風管、點火裝置均接入燃燒爐內，裂解爐設有進料口、及設在所述進料口處的密閉閘門、集氣管，集氣管一端接入裂解爐內。還可以，生物質制合成氣裝置還包括收氣裝置，收氣裝置包含冷卻器、集氣柜，冷卻器、集氣柜串聯；集氣管另一端接入冷卻器，所述裂解爐與冷卻器通過集氣管連接。還可以，生物質制合成氣裝置還包括余熱回收器，余熱回收器包含余熱回收室，及連接在所述余熱回收室上引風機，空氣送風機，余熱回收室與燃燒爐連通。還可以，裂解爐底部設有排尾料出口、及所述排尾料出口處設有的開關。還可以，收氣裝置中的冷卻器、集氣柜之間設有氣體過濾器。還可以，助燃風管從余熱回收器的余熱回收室中穿過并接入燃燒爐內。還可以，氣體過濾器與集氣柜之間依次設有流量計、負壓計、氣體分析儀、吸氣風機。 進一步講，燃燒爐設置于裂解爐內。進一步講，燃燒爐左或右二邊爐壁分別與一個裂解爐爐壁相接并共用一部分爐壁。利用生物質制合成氣的裝置制氣的方法
第一步通過燃氣管、通風管向燃燒爐內注入燃燒氣體并通過點火裝置點火，燃燒爐熱量通過燃燒爐爐壁傳導到裂解爐內并加熱裂解爐，使爐內溫度達到900-1200°C ；
第二步通過進料口向裂解爐添加生物質原料，并密閉密閉閘門，使裂解爐呈相對封閉的環境，裂解爐內密封其內氧氣有限，生物質原料在高溫、絕氧條件下發生熱解，產生大量一氧化碳、甲燒、氫氣等合成氣；
第三步通過集氣管收集裂解爐內產生的一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣。本發明的優點在于燃燒爐的爐壁至少一部分設在裂解爐內或燃燒爐與裂解爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對獨立，裂解爐設有進料口、及設在所述進料口處的密閉閘門，燃燒爐通過燃氣管通入燃燒氣，通過助燃風管通入空氣、通過點火裝置點燃燃燒爐內的燃燒氣，燃燒爐內溫度通過燃燒爐爐壁伸入裂解爐內部部分或與裂解爐共用部分把熱量轉導給裂解爐內，使裂解爐的內溫度上升到900-1200 V，把生物質原料通過進料口投入裂解爐關閉密閉閘門使裂解爐相對密閉，生物質原料在裂解裝爐內絕氧的環境下發生熱解反應產生的含大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣，此過程中因絕氧和高溫不會產生焦油、二噁英等有害物質，合成氣通過集氣管排出裂解爐；通過集氣管排出的合成氣經過收氣裝置的冷卻器冷卻進入集氣柜便于收集清潔的合成氣，或合成氣通過冷卻器后再經過氣體過濾器、流量計、負壓計、氣體分析儀、吸氣風機進入集氣柜，便于計算進入集氣柜的合成氣的流量、了解吸氣風機的工作效率、分析進入集氣柜合成氣的成份；余熱回收器包含余熱回收室，及連接在所述余熱回收室上引風機，空氣送風機，余熱回收室與燃燒爐連通，燃燒爐內的·煙氣在余熱回收器的余熱回收室上引風機的作用下，與助燃風管里送風機送入的冷空氣進行熱交換后排空，預熱后的空氣進入燃燒爐，改善燃燒工況；燃燒爐設置于裂解爐內，燃燒爐通過其爐壁給裂解爐內傳熱效率更高，燃燒爐爐壁左右二邊爐壁分別與一個裂解爐爐壁相接并共用一部分爐壁，一臺燃燒爐可以同時給二臺裂解爐供熱，生產合成氣的效率更高。
下面結合附圖和實施例對發明作進一步說明。圖I是本發明實施例示意圖。圖2是本發明另一實施例圖。
具體實施例方式如圖I所示，生物質制合成氣的裝置包括燃燒爐I、裂解爐2、收氣裝置3、余熱回收器20，燃燒爐I設置于裂解爐2內，燃燒爐I、裂解爐2相對獨立，燃氣管4、助燃風管5、點火裝置6均接入燃燒爐I內，裂解爐2設有進料口 7、及設在進料口 7處的密閉閘門8、集氣管9，裂解爐2底部設有排尾料出口 13、及排尾料出口 13處設有的開關14，集氣管9 一端接入裂解爐2內；收氣裝置3包含冷卻器10、集氣柜11，冷卻器10、集氣柜11串聯；集氣管9另一端接入冷卻器10，裂解爐2與冷卻器10通過集氣管9連接，收氣裝置3中的冷卻器10、集氣柜11之間設有氣體過濾器15，氣體過濾器15與集氣柜11之間依次設有流量計16、負壓計17、氣體分析儀18、吸氣風機19 ;余熱回收器10包含余熱回收室20，及連接在所述余熱回收室20上引風機12，空氣送風機22 ;余熱回收室21與燃燒爐I連通，通風管5從余熱回收器20的余熱回收室21中穿過并接入燃燒爐I內。如圖2所示，生物質合成氣的裝置包括燃燒爐I、裂解爐2、收氣裝置3、余熱回收器20，燃燒爐I左或右二邊爐壁與一個裂解爐2爐壁相接并共用一部分爐壁，燃燒爐I、裂解爐2相對獨立，燃氣管4、助燃風管5、點火裝置6均接入燃燒爐I內，裂解爐2設有進料口7、及設在進料口 7處的密閉閘門8、集氣管9，裂解爐2底部設有排尾料出口 13、及排尾料出口 13處設有的開關14，集氣管9 一端接入裂解爐2內；收氣裝置3包含冷卻器10、集氣柜11，冷卻器10、集氣柜11串聯；集氣管9另一端接入冷卻器10，裂解爐2與冷卻器10通過集氣管9連接，收氣裝置3中的冷卻器10、集氣柜11之間設有氣體過濾器15，氣體過濾器15與集氣柜11之間依次設有流量計16、負壓計17、氣體分析儀18、吸氣風機19 ;余熱回收器20包含余熱回收室21，及連接在所述余熱回收室21上引風機12，空氣送風機22 ;余熱回收室21與燃燒爐I連通，助燃風管5是余熱回收器20的余熱回收室21的熱風出口。工作原理燃氣、空氣通過燃氣管4、助 燃風管5進入燃燒爐I內，然后用點火裝置
6點燃燃燒爐I內的燃氣，把裂解爐2內的溫度加熱到900-1200度，燃燒爐I內的高溫煙氣在引風機12的作用進入余熱回收器20的余熱回收室21，與助燃風管5的空氣進行換熱后排空。通過調節燃氣管4、助燃風管5中的氣體流量來控制裂解爐2內的溫度。打開密閉閘門8，把生物質原料通過裂解爐2的進料口 7投入裂解爐2并關閉密閉閘門8，燃燒爐I通過爐壁或與裂解爐2共用的爐壁把溫度傳導給裂解爐2內，生物質原料在高溫、絕氧的條件下發生熱解反應，產生大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣，并在收氣裝置3的吸氣風機19的負壓作用下，合成氣通過集氣管9、冷卻器10、氣體過濾器15、流量計16、負壓計17、氣體分析儀18、吸氣風機19進入集氣柜11 ;生物質原料熱解反應后的尾渣通過裂解爐2底部的排尾料出口 13排出。
權利要求
1.一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質制合成氣的裝置包括燃燒爐(1)、裂解爐(2)，所述燃燒爐(I)的爐壁至少一部分設在裂解爐(2)內或燃燒爐(I)與裂解爐(2)共用一部分爐壁，所述的燃燒爐(I)、裂解爐(2)相對獨立，所述的燃氣管(4)、助燃風管(5)、點火裝置(6)均接入燃燒爐(I)內，所述裂解爐(2)設有進料口(7)、及設在所述進料口( 7)處的密閉閘門(8)、集氣管(9)，所述集氣管(9) 一端接入裂解爐(2)內。
2.根據權利要求I所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質制氣裝置還包括收氣裝置(3)，所述的收氣裝置(3)包含冷卻器(10)、集氣柜(11)，所述冷卻器(10)、集氣柜(11)串聯；所述集氣管(9)另一端接入冷卻器(10)，所述裂解爐(2)與冷卻器(10)通過集氣管(9)連接。
3.根據權利要求I所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質制氣裝置還包括余熱回收器(20)，所述余熱回收器(20)包含余熱回收室(21)，及連接在所述余熱回收室(21)上引風機(12)、空氣送風機(22);所述的余熱回收室(21)與燃燒爐(I)連通。
4.根據權利要求I所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述裂解爐(2)底部設有排尾料出口( 13)、及所述排尾料出口( 13)處設有的開關(14)。
5.根據權利要求2所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述收氣裝置(3)中的冷卻器(10)、集氣柜(11)之間設有氣體過濾器(15)。
6.根據權利要求3所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述助燃風管(4)從余熱回收器(10)的余熱回收室(21)中穿過并接入燃燒爐(I)內。
7.根據權利要求5所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述氣體過濾器(15)與集氣柜(11)之間依次設有流量計(16)、負壓計(17)、氣體分析儀(18)、吸氣風機(19)。
8.根據權利要求I之7之一所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述燃燒爐(I)設置于裂解爐(2)內。
9.根據權利要求I之7之一所述的一種生物質制合成氣的裝置，其特征在于所述燃燒爐(I)左或右二邊爐壁分別與一個裂解爐(2)爐壁相接并共用一部分爐壁。
10.根據權利要求I所述的一種生物質制合成氣的裝置制合成氣的方法，其特征在于第一步通過燃氣管(4)、助燃風管(5)向燃燒爐(I)內注入燃燒氣體并通過點火裝置(6)點火，燃燒爐(I)熱量通過燃燒爐(I)爐壁傳導到裂解爐(2)內并加熱裂解爐(2)，使爐內溫度達到 900-1200。。； 第二步通過進料口(7)向裂解爐(2)添加生物質原料，并關閉密閉閘門(8)，使裂解爐(2)呈相對封閉的環境，裂解爐(2)密封，其內相對絕氧，生物質原料在高溫、絕氧條件下發生熱解，產生大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣； 第三步通過集氣管(9)收集裂解爐(2)內產生的一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣。
全文摘要
一種生物質制合成氣的裝置及方法，合成氣的裝置包括燃燒爐、裂解爐，燃燒爐的爐壁至少一部分設在裂解爐內或燃燒爐與生物盛裝爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對獨立，所述的燃氣管、通風管、點火裝置均接入燃燒爐內，裂解爐設有進料口、及設在所述進料口處的密閉閘門、集氣管，集氣管一端接入裂解爐內。本發明的優點在于轉化率高，不產生焦油、二噁英等有害氣體，高溫、絕氧、生物質制合成氣的裝置。
文檔編號C10B53/02GK102899059SQ20121034334
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者胡訓誠, 鄭必鳳, 曾昭華 申請人:湖北駿杰科技有限公司