一种两段式生物质热解气化装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物质处理技术领域，更具体的，涉及一种两段式生物质热解气化装置。


背景技术：

2.生物质能是分布广、资源量大的可再生能源，还是环境友好的低碳能源，在整个能源系统中占有重要地位，发展生物质能源对于改善能源结构，发展绿色低碳经济具有重要意义。生物质主要包括木本类原料、草本类原料、禽畜粪便、生活垃圾和生活污水等方面。目前生物质资源利用热化学转化主要包括燃烧、热解、气化等方法，其中热解、气化可以将生物质能源转化为生物炭、可燃气体等能源产品。
3.生物质热解和气化技术是两个发展前景广阔、技术优势明显的热化学转化技术，也是目前生物质能利用技术领域的焦点。生物质热解可产生生物质半焦、合成气和生物油三种产物。传统加热方式热解热量通过导热或对流方式由生物质原料表面向内部传递，加热效率较慢。而生物质气化是指在高温下使用o2、co2、空气、水蒸气或这些气体的混合气体作为气化剂，将低品位的固态生物质燃料转化为高品位的清洁可燃气体。目前生物质燃料的热解气化技术中，无法做到高效使生物质气化。现有技术一种微波气流床两段式生物质气化工艺(cn102226112a)采用微波气流床两段式气化工艺，解决了生物质性质变化的适应性，合成气中焦油的含量等问题；炭化阶段采用微波加热技术，生物质炭化彻底，提高了气化效率和合成气的热值。然而生物质吸收微波能力较弱，该工艺单纯靠生物质中本身存在的微波吸收因子(水分与微量元素na

、k

等)提升升温速率，不能达到快速热解生物质的目的，仍然具有一定的改进空间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种两段式生物质热解气化装置，该装置可以快速有效热解生物质，降低生物质气化的焦油含量，节省能源、降低成本。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
6.一种两段式生物质热解气化装置，包括料仓、碳化装置、气化炉以及排料装置，所述料仓的出口与所述碳化装置的进料口连接，所述碳化装置的出料口与所述气化炉的进料口连接，所述气化炉的出料口与所述排料装置连接；
7.所述碳化装置外壁设有微波加热装置，所述排料装置的出料口设有送料装置，所述送料装置将所述排料装置排出的残碳送往所述料仓。
8.在本实用新型较佳地技术方案中，所述送料装置包括承料箱，输送带以及电机，所述承料箱的进口与所述排料装置的出料口连接，所述输送带一端与所述承料箱出口连接，另一端与所述料仓连接，所述输送带由所述电机驱动。
9.在本实用新型较佳地技术方案中，所述承料箱设有第一出口和第二出口，所述第一出口与所述输送带一端连接，所述第二出口外接储存仓。
10.在本实用新型较佳地技术方案中，所述碳化装置内设有双螺旋输送机，所述双螺旋输送机包括两个驱动电机以及两条螺旋输送桨，两条所述螺旋输送桨并行设置在所述碳化装置内，每条所述螺旋输送桨分别由一个所述驱动电机驱动。
11.在本实用新型较佳地技术方案中，所述碳化装置的进料口处设有关风器。
12.在本实用新型较佳地技术方案中，所述气化炉中设有多个进气口，多个所述进气口均布在所述气化炉的侧壁，所述气化炉外设有将空气送入所述气化炉的送风机。
13.在本实用新型较佳地技术方案中，所述气化炉上设有出气口，所述出气口与燃气净化器连通。
14.在本实用新型较佳地技术方案中，所述排料装置为螺旋送料机。
15.在本实用新型较佳地技术方案中，所述排料装置外壁设有冷却装置。
16.在本实用新型较佳地技术方案中，所述冷却装置为水冷冷却器，包括壳体，所述壳体包覆在所述排料装置外壁，所述壳体中设有进水口与出水口。
17.本实用新型的有益效果为：
18.本实用新型提供的一种两段式生物质热解气化装置，该装置通过微波加热碳化生物质，并且通过送料装置将排料装置排出的固体产物包括残碳等送往料仓，利用热解的生物炭作为辅助吸收微波材料和辅助加热介质，改善生物质的微波吸收性能，可以提高生物质原料的升温速率，快速有效热解生物质。而采用碳化装置和气化炉分段热解气化，能降低生物质气化的焦油含量，提高合成气产率和提高产气品质。气化炉与碳化装置连接，可以直接利用热解产生的高温气体作为热源完成气化，可以实现气化所需热量的自给自足，不需要外部额外提供热量，可以有效节省能源、降低成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.其中：
21.图1是本实用新型提供的一种两段式生物质热解气化装置的结构示意图。
22.附图标记：
23.1、料仓；2、碳化装置；3、气化炉；4、排料装置；5、微波加热装置；6、关风器；7、双螺旋输送机；8、送料装置；9、燃气净化器；31、进气口；32、送风机；33、出气口；41、冷却装置；42、壳体；71、螺旋输送桨；72、驱动电机；81、输送带；82、承料箱；812、第一出口；814、第二出口。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
26.如图1所示，一种两段式生物质热解气化装置，包括料仓1、碳化装置2、气化炉3以及排料装置4，所述料仓1的出口与所述碳化装置2的进料口连接，所述碳化装置2的出料口与所述气化炉3的进料口连接，所述气化炉3的出料口与所述排料装置4连接；进一步地，所述排料装置4为螺旋送料机，所述气化炉3可采用固定床气化炉、流化床气化炉或气流床气化炉。该装置通过所述碳化装置2与所述气化炉2，将生物质的热解气化分为在所述碳化装置2热解、在所述气化炉3气化的两段式加工，能高效热解生物质，提高合成气的产率。
27.所述碳化装置2外壁设有微波加热装置5，所述排料装置4的出料口设有送料装置8，所述送料装置8将所述排料装置4排出的残碳送往所述料仓1。进一步地，所述送料装置8包括承料箱82，输送带81以及电机，所述承料箱82的进口与所述排料装置4的出料口连接，所述输送带81一端与所述承料箱82出口连接，另一端与所述料仓1连接，所述输送带81由所述电机驱动。所述承料箱82承接所述排料装置4排出的经过热解和气化的固体产物，包括残碳等。而所述输送带81在所述电机的驱动下将残碳等物质输送到所述料仓1中，与所述料仓1的生物质原料混合实现循环。
28.上述的一种两段式生物质热解气化装置，该装置通过微波加热碳化生物质，并且通过所述送料装置8将所述排料装置4排出的固体产物包括残碳送往所述料仓1，利用热解的生物炭作为辅助吸收微波材料和辅助加热介质，改善生物质的微波吸收性能，可以提高生物质原料的升温速率，快速有效热解生物质。而采用所述碳化装置2和所述气化炉3分段热解气化，能降低生物质气化的焦油含量，提高合成气产率和提高产气品质。所述气化炉3与所述碳化装置2连接，可以直接利用热解产生的高温气体作为热源完成气化，可以实现气化所需热量的自给自足，不需要外部额外提供热量，可以有效节省能源、降低成本。
29.更具体地，该装置的工作过程是：生物质原料储存在所述料仓1中，热解反应时从所述料仓1进入所述碳化装置2中。所述碳化装置2外壁的微波加热装置5启动，对生物质原料进行加热，使生物质原料在所述碳化装置2中热解。进一步地，所述碳化装置2内设有双螺旋输送机7，所述双螺旋输送机7包括两个驱动电机72以及两条螺旋输送桨71，两条所述螺旋输送桨71并行设置在所述碳化装置2内，每条所述螺旋输送桨71分别由一个所述驱动电机72驱动。所述驱动电机72驱动所述螺旋输送桨71旋转，所述螺旋输送桨71一方面对生物质起搅拌作用，使所述碳化装置2中各部分的生物质可以均匀升温。另一方面将所述碳化炉内热解的生物质送入所述气化炉3中，热解后的生物质在所述气化炉3中气化，气化时向所述气化炉3内通入空气，控制室所述气化炉3的温度在1200℃，气化产生的气体产物为热解合成气，经处理后可以作为燃料供生活生产使用。所述气化炉3气化后的固体产物包括残碳等进入所述排料装置4，被所述排料装置4送出，并且一部分固体产物被所述送料装置8送入所述料仓1中，作为辅助加热介质与生物质原料混合，循环使用，以改善生物质的微波吸收能，提高生物质在所述碳化装置2中的热解速率。
30.进一步地，所述承料箱82设有第一出口812和第二出口814，所述第一出口812与所述输送带81一端连接，所述第二出口814外接储存仓。从所述第一出口812出来的固体产物被送入所述料仓1中循环参与热解，从所述第二出口814出来的产物被储存起来，做肥料或者其他用途。
31.进一步地，所述碳化装置2的进料口处设有关风器6。所述关风器6的作用是作为密封加料机构，能均匀加料，使所述料仓1中的生物质均匀进入所述碳化装置2中，并对所述料仓1与所述碳化装置2进行隔断，使整个装置能正常工作。
32.进一步地，所述气化炉3中设有多个进气口31，多个所述进气口31均布在所述气化炉3的侧壁，所述气化炉3外设有将空气送入所述气化炉3的送风机32。多个所述口可以向所述气化炉3中均匀输送空气，使所述气化炉3内各个部位的的生物质都能得到有效气化。
33.进一步地，所述气化炉3上设有出气口33，所述出气口33与燃气净化器9连通。气化后产生的热解合成气从所述出气口进入所述燃气净化器9，经所述燃气净化器9净化后即可用作燃料使用。
34.进一步地，所述排料装置4外壁设有冷却装置41。进一步地，所述冷却装置41为水冷冷却器，包括壳体42，所述壳体42包覆在所述排料装置4外壁，所述壳体42中设有进水口与出水口。所述冷却装置41与所述排料装置4里的固体产物进行热交换，既可以降低所述拍料装置的固体产物的温度，也可以回所述气化炉3的固体产物的热量，提高该装置的经济效益。
35.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。