專利名稱：生物質氣化炭化料生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種炭化料生產工藝，尤其涉及一種專為生物質氣化爐使用的生物質氣化炭化料生產工藝，屬能源開拓領域。
背景技術：
利用生物質物料生產炭化料或半炭化料具有很大的市場前景，傳統的顆粒狀炭化料或半炭化料是利用原始態生物質物料經裂解技術生產出來的，這種清潔能源利用率低，設備成本較高，而且還會給環境造成一定污染。生物質氣化技術是當今研究的熱點，利用生物質原料(如生物質秸桿-玉米桿、高粱桿、棉花桿或次森林、竹木屑等)在專制的生物質氣化爐或生物質燃氣發生爐中生產生物質燃氣提供給用戶已有不少單位進行不同 程度的研究工作，并取得不同程度的成效。而所述的生物質原料，或以是未經預處理過的生物質散狀料，亦可以是經預處理的顆粒狀炭化料或半炭化料。如ZL200620051633. 6 “炭化機”、ZL201020555224. 6 “生物質燃氣高溫無氧強化干餾熱解裝置”就是利用其裝置來生產生物質炭化料或半炭化料的，設備投入的資金較多，占地面積大，其優點是成品或半成品產出聞。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工藝簡單實用、生產成本低廉以及在生物質原料產氣過程中，既能獲得生物質燃氣又能得到生物質炭化料或半炭化料的生物質氣化炭化料生產工藝。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是所述的一種生物質氣化炭化料生產工藝包括生物質物料的準備、控制加入量、壓實生物質物料和控制氧化區溫度。其程序為先將林業廢棄物或農業廢棄物破碎、干燥，使單個物料的長度< 20cm，單個物料的體積(O. 001m3，其中水的質量含量低于20%。所述林業廢棄物最優選用木料或竹料，農業廢棄物選用(無機物含量低的)棉花桿、玉米桿、高梁桿或花生殼的成團料。松開插板手柄，將破碎、干燥后的生物質物料或半炭化物料從進料口放入儲料箱中，當儲料箱中的生物質物料或半炭化物料儲滿后，提起插板手柄以20 50kg/h的速率把生物質物料或半炭化物料經內膽落入爐體的下端，操作壓料桿將連續加入的生物質物料或半炭化物料壓實。所述半炭化物料是指(部分)生物質物料因為體積大而內部未徹底炭化的物料，或因氣化過程短而未完全炭化的生物質物料。當加入到爐體下端的生物質物料或半炭化物料的高度接近內膽下方時，從觀察點火孔點燃氣嘴周邊的生物質物料或半炭化物料，啟動與進氣管相連的風機，控制氣嘴周邊氧化區的溫度為900 1300°C。當生物質物料在加熱過程中形成炭化料后，搖動出料板搖手轉動O 90度，將落入儲料盒中的炭化料密封冷卻、包裝，而對于高于900°C由生物質物料或半炭化物料產生的燃氣由燃氣輸出管送給用戶。采用如上技術方案提供的一種生物質氣化炭化料生產工藝與現有技術相比，技術效果在于①生產成本是傳統工藝成本的30 50 %。②可利用現有生物質氣化爐的部分構件進行改進，使氣化爐既能產燃氣，又能生產炭化料或半炭化料的設備，節約設備成本一半左右。③可借用于生活垃圾等的處理，實用范圍廣。
圖I為實現本發明所述生物質氣化炭化料生產工藝所使用的氣化爐立體結構示意圖，亦為本發明的摘要附圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。所述的生物質氣化炭化料生產工藝包括①生物質物料的準備本發明所指的用氣化爐生產炭化料的生物質物料最優的選擇是林業廢棄物如木材或竹材，另外的選擇是部分無機物含量較低的農業廢棄物如棉花桿、玉米桿、玉米棒或花生殼等成團料。先將林業廢棄物或農業廢棄物破碎、干燥，使其含水量(質量含量)低于20%，單個物料的長度< 20cm，單個物料的體積< O. 001m3，如果單個物料的體積超過O. 005m3必須與體積< O. OOlm3的物料混合加入氣化爐內使用，其混合(質量)比為I : I。對于林業廢棄物中可允許含部分木屑(粉)或竹屑(粉)，使用時可取木屑或竹屑的質量含量為1/3 1/4，最優的是先將木屑或竹屑壓成團粒狀物料。②松開插板手柄10，使鍥形插板或平板形插板落下堵住儲料箱14的出料口，把預先準備好的生物質物料或半炭化物料從進料口 2放入儲料箱14中，當儲料箱14中的生物質物料或半炭化物料儲滿后，提起插板手柄10，生物質物料或半炭化物料從儲料箱14落入(進入)內膽12內，控制生物質物料或半炭化物料的加入速率為20 50kg/h，連續加入，使生物質物料或半炭化物料從內膽12落入爐體3的下端，并操作壓料桿13將連續落入的物料壓實。當加入到爐體3下端的生物質物料或半炭化物料的高度接近內膽12的下方時，從觀察點火孔7將生物質物料點燃，并啟動與進氣管9相連的風機(所述風機為微型風機，其功率為4w左右)，外界空氣由進氣管9經氣嘴8噴出加快生物質物料或半炭化物料的燃燒，生物質物料或半炭化物料開始進行氣化反應。如上所述半炭化物料是指部分生物質物料因體積過大而內部未徹底炭化的物料，或因為氣化過程太短而未完全炭化的物料，即半炭化物料是一種混合物料，未炭化的物料幾乎脫去了全部水分。半炭化物料經破碎成型后也可作為新能源的原料或環保材料使用。③控制好氣嘴8周圍氧化區的溫度為900°C 1300°C，生物質物料燃燒后在溫度低于150°C排出的是水蒸汽和煙氣，水蒸汽和煙氣經燃氣輸出管11排出，由煙氣助燃器進行處理。由常溫到150°C范圍稱作為生物質物料熱解干燥過程；隨著溫度的上升，當溫度到達150 270°C時，生物質物料中的不穩定成分開始分解，稱作為生物質物料的預炭化階段，當生物質物料的燃燒溫度高于270°C時，生物質物料加快分解，并隨著溫度的提高，分解(裂變)速度加快，并生成分解物如甲烷、木焦油等，當溫度達到450 520°C，此溫度區域(或溫度階段)稱作為生物質物料熱解炭化區域，生物質物料在此溫度范圍內受熱后發生裂變反應(即細胞分裂)，在裂變反應中大部分揮發物會從固體中分離出來，生物質物料在此階段形成炭化料。當氣嘴8周邊氧化區的溫度升到900°C 1300°C時，在此階段的主要產品是燃氣，燃氣可由燃氣輸出管11送出經凈化處理后送用戶。④當生物質物料在500 900°C范圍內形成炭化料后搖動出料板搖手4，使與出料板搖手4相連的出料板轉動O 90度后，炭化料從氧化區掉入儲料盒6中進行密封冷卻，收集后進行包裝待用。夾雜于炭化料的灰塵(約占總重量的I %左右)落入儲灰箱5中，統
一處理。當一個循環結束后，可進行下一個循環，可連續不斷地產生燃氣和炭化料，在正常情況一天可處理I. 5 2. Ot生物質物料,可獲取400 500kg炭化料(或半炭化料)。在連續不斷地操作過程中，加入的生物質物料可在內膽12以下的爐體3內壁周圍堆積(或堆滿)形成爐體3的內腔保溫層，對爐體3起保護作用。
當使用較長時間后，進氣管9內可能積滿灰塵，此時可打開進氣管9端頭(左端)的蓋帽，啟動風機，外界空氣從進氣管9的右端進入帶走積累的灰塵從左端吹出，對進氣管9起清洗作用。對爐體3上端內腔的檢修，可打開搶修孔蓋板I對爐體3上端內腔壁進行清掃或處理。
權利要求
1.一種生物質氣化炭化料生產工藝，包括生物質物料的準備、控制加入量、壓實生物質物料和控制氧化區溫度，其特征在于先將林業廢棄物或農業廢棄物破碎、干燥，單個物料的長度< 20cm，單個物料的體積< O. 001m3，其中水的質量含量低于20% ； 所述林業廢棄物最優選用木料或竹料，農業廢棄物選用棉花桿、玉米桿、高梁桿或花生殼的成團料； 松開插板手柄(10)，將破碎、干燥后的生物質物料或半炭化物料從進料口(2)放入儲料箱(14)中，當儲料箱(14)中的生物質物料或半炭化物料儲 兩后，提起插板手柄(10)以20 50kg/h的速率把生物質物料或半炭化物料經內膽(12)落入爐體(3)的下端，操作壓料桿(13)將連續加入的生物質物料或半炭化物料壓實； 所述半炭化物料是指生物質物料因為體積大而內部未徹底炭化的物料，或因氣化過程短而未完全炭化的生物質物料； 當加入到爐體(3)下端的生物質物料或半炭化物料的高度接近內膽(12)下方時，從觀察點火孔(7)點燃氣嘴(8)周邊的生物質物料或半炭化物料，啟動與進氣管(9)相連的風機，控制氣嘴(8)周邊氧化區的溫度為900 1300°C ； 當生物質物料在加熱過程中形成炭化料后，搖動出料板搖手(4)轉動O 90度，將落入儲料盒(6)中的炭化料密封冷卻、包裝；對高于900°C由生物質物料或半炭化物料產生的燃氣由燃氣輸出管(11)送給用戶。
全文摘要
本發明公開了一種生物質氣化炭化料生產工藝，先把生物質物料做成單個長度≤20cm、單個體積≤0.001m3及含水量低于20％的原料，按20～50kg/h的速率把經預處理的生物質物料從儲料箱經內膽落入爐體的下方，操作壓料桿將連續加入的生物質物料壓實，當進入爐體內腔的生物質物料接近內膽下方時，從觀察點火孔點燃氣嘴周邊的生物質物料，同時開啟與進氣管連接的風機，加快生物質物料的燃燒，控制氣嘴周邊氧化區的溫度在900～1300℃。當生物質物料在加熱過程中形成炭化料后，搖動出料板搖手使之轉動0～90度，把落入儲料盒中的炭化料密封冷卻，待用。在高于900℃產生的燃氣由燃氣輸出管送出經凈化處理后送給用戶。這種生產工藝既可產氣，又能生產炭化料，節省成本，有推廣和實用價值。
文檔編號C10B57/00GK102942963SQ20121045438
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者陳慶平, 陳克求 申請人:湖南人文科技學院