[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，