[精品]生物质炭化制气技术的研究

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1、生物质炭化制气技术的研究朱应禹摘要:为了克服秸秆气化、炭化、干流釜热解技术经济效益低下的缺点,我们研发了生物质炭化制气技术。主耍研究方向是拓展产物的用途,捉高物料Z间的传热效率,捉高热能利用率。并对干僧槽在受热过程中的热胀冷缩问题,搅拌推料装置的密封问题,进料出炭装置的密封问题,进料口的物料防堵塞问题,生物粉燃烧机稳定送料问题进行了试验研究得到了突破性进展。机组生产能力为每公斤原料可产0.25〜0.3n?气体,产炭粉0.25〜0.3Kgo关键词:生物质;炭化制气;1引言在我国,生物质在能源消耗中占有举足

2、轻重的地位,它仅次煤而成为我国第二大能源,占全部能源消耗的20%。在农村能源消费屮,生物质能约占生活用能的70%。传统的利用炉灶直接燃烧是我国目而生物质能利用的主耍方式,这种方式能源利用率低,只有10〜15%,能量损失严重:对生物质资源的无序使用和浪费不但直接导致大气污染,还严重破坏生态环境。我国生物质资源丰富,毎年仅农作物秸秆产量就达6亿吨,除用于畜牧饲料、还田、工业原料和直接燃烧用丁炊事外,还冇大量的剩余。可见,在数量上生物质能源可以成为未來可持续能源的主要部分。目前生物质能源的开发利用方法很多,在

3、热化学方法中主要冇秸秆气化技术、炭化技术、干绸釜热解技术,但是这些都存在了经济效益低下等问题,故我们研发了生物质炭化制气技术。2生物质炭化制气技术原理与工艺流程2.1原理生物质炭化制气技术是利用锯末、树枝、稻壳、糖醛渣、玉米芯及农作物秸秆等各种农业废弃物,经粉碎后通过烘干系统、上料系统连续加入裂解炉,在炉内依次完成再烘干、裂解炭化,最终产生生物粗燃气、炭粉;粗燃气经净化分离可得生物燃气、木焦油、木醋液。裂解炉采用自动流水线方式,一边进料一边出炭粉,生产屮根据粉碎后的原材料水分含量大小,控制上料机,使原材

4、料能依次经过烘干、炭化达到成品。运行中调解燃烧机控制裂解温度,使成炭品质稳定。同时,对生产过程屮产生的裂解气进行净化回收,收集起來供用户使用。2・2工艺流程图3•研究的方案和内容3.1研究方案3.1.1拓展产物的用途干憎釜热解工艺可得到生物燃气、生物炭、木焦油、木醋液,这与木技术的口标相同,但其产生的生物炭由于炭的品质不好,一般都用于改良土壤,没有产生利润价值,而市场上岀售的机制炭却达到了3000元/吨左右,致使生物燃气站运行亏损。而且由于英工艺的缺陷只能用机制棒做炭化原料,机制棒的原料为锯末或稻壳(不

5、同的原料所用的制棒机不同,现市场上只冇这两种),这就限制了原料的种类,不太适合广大农村地区(各地的原料不同)。因此拓展原料种类和产物的用途,是本技术的重点:方法1:我们用植物粉(WlOmm)代替机制棒,这样使所冇的植物均可用于此反应炉;方法2:由于原料为植物粉,所以产物也由机制炭变为生物炭粉,它的用途可远远大于机制炭。现举例如下:①生物炭粉可用于金属冶炼、铸造脱模剂和防氧化剂。还用作金属冶炼、食品和轻工业的燃料,电炉冶炼的还原剂,金属精制时用作覆盖剂保护金屈不被氧化。在化学工业上常作二硫化碳和活性炭等的

6、原料。也用于水的过滤、液体的脱色和制备黑色火药等。还在研磨、绘画、化妆、医纱、火纱、渗碳、粉末合金等各方面应用。②牛物炭粉加入粘结剂可制成机制炭。③生物炭粉经活化后可制成活性炭,用于污水和恶臭气味的吸附剂。④生物炭粉掺入化肥屮,可减少化肥流失;春播前在土壤表而每公顷布撒750kg炭粉,可使地表温度提高2〜3°C,使耕地疏松、保墙,改良土壤效果显著,花生最大能增产14%,玉米最大能增产18%o3・1・2提高物料之间的传热效率由于物料在隔绝空气加热裂解时,干徭釜内物料之间的传热效率极低(植物均为热的不良导体

7、),造成外热的大量浪费。所以我采用搅拌桨叶的形式,进行翻炒,使物料都能与干懈槽接触,增加传热效率。3.1.3提高热能利用率具体措施如下:①裂解热烟气采用多冋程利用、逆流式布置、设备连续运行,大大提高了热能利用率。在搅拌杆上加上一定斜度的推进桨叶,使物料在搅拌的同时进行移动。②裂解尾气又串联至气流烘干机,气流烘干机又叫瞬时干燥机,传热效率极高,能充分提高热能利用率。③裂解热源采用植物粉(和热解原料相同),加热原料成本低。另,采用悬浮燃烧技术,使燃烧效率达到90%以上。①裂解炉、气流烘干机均采用100mm的

8、保温材料进行保温,减少热能损失。3・2研究内容3.2.1干憾槽在受热过程中的热胀冷缩问题在干憾槽体上加装波纹膨胀节,分三种形式进行实验:①五折邹膨胀节,②三折邹膨胀节,③一折邹膨胀节。3.2.2搅拌推料装置的密封问题选用以下两种方法进行实验:①转动部分采用带防尘圈的滚动轴承,外端加装填料式密封。②传动部分采用滑动轴承,外端加装填料式密封。3.2.3进料出炭装置的密封问题进料装置选用以下两种方法进行实验:①在烘干系统捕集器的出料口安装闭风器,

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