本发明涉及生物质天然气和生物质碳
技术领域：
，具体涉及一种生物质天然气和生物质碳及其制备方法。
背景技术：
：目前秸秆碳化设备的主要工艺是外加热式回转碳化炉或固定式碳化炉，由于秸秆容重比较低属于飘货，喂入量受限加热温度受传导金属材料限制无法做到高温进而影响干馏速度导致效率很低，产生的合成气由于含有大量的氮气导致普遍热值较低；此外，气化设备多为上/下吸式固定炉效率也比较低，因需要中断加料不能连续生产处理效率低下，由于底部热源温度传导到中部和顶部时温度逐步降低，温度低的部位秸秆气化过程含有的焦油成分较多，导致合成气在常温时焦油析出现象，由于合成气里含有大量的烟气，导致合成气热值较低品质较差。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种生物质天然气和生物质碳及其制备方法，该制备方法通过特定制备工艺以及碳化炉的限定，能够解决现有设备存在的效率低下、产生的生物质天然气和生物质碳品质较差的问题。为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：本发明第一方面提供一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(a)将秸秆压制成块，得到秸秆块；(b)将秸秆块置于碳化炉中进行干馏反应，既得所述生物质天然气和生物质碳，其中，所述碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，所述秸秆块置于所述碳化室内。优选地，所述干馏反应包括：将秸秆块加热至900～1100℃进行反应25～40min，其中，加热速率为45～55℃/min；当秸秆块加热至500℃时，对所述碳化室进行抽气。优选地，所述生物质天然气包括如下含量的组分：氢气2％～5％、甲烷10％～13％和一氧化碳42％～50％；所述生物质碳占秸秆块质量的15％-20％，且固定碳含量大于50％。优选地，所述碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为90～110mm。优选地，所述碳化室长度为6～9m，高度为4～8m，宽度为0.4～0.5m；所述燃烧室与所述碳化室的长度和高度相同，并且宽度为0.55～0.65m。优选地，所述碳化室内秸秆块的装填量为70％～80％。优选地，所述秸秆块的长度为3～6cm；含水量为10％～15％。优选地，所述燃烧室中采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热。优选地，所述秸秆包括但不限于玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆和花生秸秆。本发明第二方面提供一种生物质天然气，所述生物质天然气由上述制备方法制得。与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：本发明制备方法采用的碳化炉相间布置由多个碳化室和燃烧室，能够有效提高生产率，而且单位截面积产能较高，此外，该制备方法制备得到的生物质天然气和生物质碳成分、质量稳定，热值较高。本发明制备方法能够使得单位重量秸秆块碳化消耗的能量较低，小于自身重量的20％，工序操作简单稳定；此外，单位产能的投资较低，并能够实现最小污染生产，利于工业化连续化大量处理秸秆。具体实施方式下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例1本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将玉米秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为12％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为75％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1050℃进行干馏反应35min，其中，加热速度为50℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例2本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将小麦秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为13.4％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为75％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至900℃进行干馏反应40min，其中，加热速度为55℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例3本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将玉米秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为12％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为70％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1100℃进行干馏反应25min，其中，加热速度为45℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例4本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将小麦秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为13.4％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为80％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1000℃进行干馏反应30min，其中，加热速度为50℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实验例分别按照实施例1～4中的制备方法，对玉米秸秆颗粒(含水量为12.6％)进行生物质天然气和生物质碳的制备，检测生物质天然气中氢气、一氧化碳、甲烷含量以及生物质天然气的密度和热值；检测生物质碳的固定碳含量、灰分、热值和密度。检测结果如表1、表2所示：表1不同制备方法制备生物质天然气情况表2不同制备方法制备生物质碳情况组别密度(t/m3)固定碳含量(％)灰分含量(％)热值(kcal/kg)实施例10.95564.87550实施例20.96584.97610实施例30.97575.17590实施例40.96595.27690由表1、表2可知：本发明实施例的制备方法制备得到的生物质天然气和生物质碳成分、质量稳定，热值较高。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页12
技术领域：
，具体涉及一种生物质天然气和生物质碳及其制备方法。
背景技术：
：目前秸秆碳化设备的主要工艺是外加热式回转碳化炉或固定式碳化炉，由于秸秆容重比较低属于飘货，喂入量受限加热温度受传导金属材料限制无法做到高温进而影响干馏速度导致效率很低，产生的合成气由于含有大量的氮气导致普遍热值较低；此外，气化设备多为上/下吸式固定炉效率也比较低，因需要中断加料不能连续生产处理效率低下，由于底部热源温度传导到中部和顶部时温度逐步降低，温度低的部位秸秆气化过程含有的焦油成分较多，导致合成气在常温时焦油析出现象，由于合成气里含有大量的烟气，导致合成气热值较低品质较差。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种生物质天然气和生物质碳及其制备方法，该制备方法通过特定制备工艺以及碳化炉的限定，能够解决现有设备存在的效率低下、产生的生物质天然气和生物质碳品质较差的问题。为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：本发明第一方面提供一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(a)将秸秆压制成块，得到秸秆块；(b)将秸秆块置于碳化炉中进行干馏反应，既得所述生物质天然气和生物质碳，其中，所述碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，所述秸秆块置于所述碳化室内。优选地，所述干馏反应包括：将秸秆块加热至900～1100℃进行反应25～40min，其中，加热速率为45～55℃/min；当秸秆块加热至500℃时，对所述碳化室进行抽气。优选地，所述生物质天然气包括如下含量的组分：氢气2％～5％、甲烷10％～13％和一氧化碳42％～50％；所述生物质碳占秸秆块质量的15％-20％，且固定碳含量大于50％。优选地，所述碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为90～110mm。优选地，所述碳化室长度为6～9m，高度为4～8m，宽度为0.4～0.5m；所述燃烧室与所述碳化室的长度和高度相同，并且宽度为0.55～0.65m。优选地，所述碳化室内秸秆块的装填量为70％～80％。优选地，所述秸秆块的长度为3～6cm；含水量为10％～15％。优选地，所述燃烧室中采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热。优选地，所述秸秆包括但不限于玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆和花生秸秆。本发明第二方面提供一种生物质天然气，所述生物质天然气由上述制备方法制得。与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：本发明制备方法采用的碳化炉相间布置由多个碳化室和燃烧室，能够有效提高生产率，而且单位截面积产能较高，此外，该制备方法制备得到的生物质天然气和生物质碳成分、质量稳定，热值较高。本发明制备方法能够使得单位重量秸秆块碳化消耗的能量较低，小于自身重量的20％，工序操作简单稳定；此外，单位产能的投资较低，并能够实现最小污染生产，利于工业化连续化大量处理秸秆。具体实施方式下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例1本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将玉米秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为12％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为75％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1050℃进行干馏反应35min，其中，加热速度为50℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例2本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将小麦秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为13.4％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为75％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至900℃进行干馏反应40min，其中，加热速度为55℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例3本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将玉米秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为12％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为70％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1100℃进行干馏反应25min，其中，加热速度为45℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实施例4本实施例为一种生物质天然气和生物质碳的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(a)将小麦秸秆压制成块，得到长度为3～6cm、含水量为13.4％的秸秆块；(b)将秸秆块装填于碳化炉中并进行密封，其中，碳化炉包括相间布置的碳化室和燃烧室，秸秆块装填于碳化室内且装填量为80％，碳化室和燃烧室之间的隔墙厚度为100mm，碳化室长度为8m，高度为6m，宽度为0.45m；燃烧室的长度和高度与碳化室的长度和高度相同，宽度为0.6m；(c)在燃烧室内采用加热空气和可燃气体进行无焰心弥散燃烧加热碳化室至1000℃进行干馏反应30min，其中，加热速度为50℃/min；待碳化室加热至500℃时开始进行抽气，收集生成气体，既得上述生物质天然气和生物质碳。实验例分别按照实施例1～4中的制备方法，对玉米秸秆颗粒(含水量为12.6％)进行生物质天然气和生物质碳的制备，检测生物质天然气中氢气、一氧化碳、甲烷含量以及生物质天然气的密度和热值；检测生物质碳的固定碳含量、灰分、热值和密度。检测结果如表1、表2所示：表1不同制备方法制备生物质天然气情况表2不同制备方法制备生物质碳情况组别密度(t/m3)固定碳含量(％)灰分含量(％)热值(kcal/kg)实施例10.95564.87550实施例20.96584.97610实施例30.97575.17590实施例40.96595.27690由表1、表2可知：本发明实施例的制备方法制备得到的生物质天然气和生物质碳成分、质量稳定，热值较高。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页12
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