CN1290735A - 柴草燃气及其生产方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种柴草燃气及其制造方法和气化装置,它是在气化装置内缺氧的条件下加热柴草,柴草受热后,析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体,把固体的柴草转化为柴草燃气。具有将柴草完全燃烧,充分利用能源且不污染环境的功效。
Description
本发明涉及燃气技术领域，特指一种柴草燃气及其生产方法和装置。提供一种能将柴草转化为燃气，使其充分燃烧，且减少污染环境的柴草气化装置，及其柴草燃气和生产方法。
众所周知，随着经济的发展及生活的不断改善，能源在国民经济中起着非常重要的作用，而实际生产和生活中，存在着严重的能源浪费现象。特别是广大的农村，主要是通过燃烧柴草和煤做饭和取暖。从1996年的一份农村调查中发现，农村生活耗能折合标准煤共23269万吨，其中秸杆1197万吨，柴薪8299万吨，煤10099万吨，秸杆和柴薪合计占40．8％，煤占43．4％，其它能源，如电、石油、煤气、天然气等合计为15．8％。由于炉灶的结构陈旧落后，燃烧不完全，造成大量的能源浪费，且严重地污染环境。
本发明的目的在于提供柴草燃气及其生产方法，通过将柴草在气化装置内及氧气不足的条件下加热生成柴草燃气，及冷凝净化处理，生产出柴草燃气，使柴草充分完全燃烧，克服现有技术的弊端，达到充分利用能源且不污染环境的目的。
本发明的另一目的在于提供一种生产柴草燃气的气化装置，其提供柴草在氧气不足的条件下加热制造成柴草燃气，达到结构简单及使用方便的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种柴草燃气，它是在气化装置内缺氧的条件下加热柴草，柴草受热后，析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体，经过冷凝净化处理，把固体的柴草转化为不污染环境的柴草燃气。
一种柴草燃气的生产方法，它是将柴草放入气化装置内，在缺氧的条件下加热，利用柴草受热后，析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体，经过冷凝净化处理，制造出柴草燃气。它包括将柴草燃气导入冷凝净化器内，除去其中的有害气体和水分，并将温度降低到75℃以下。它还包括将冷凝净化的柴草燃气导入燃气净化装置内，进一步除去其中的有害气体和水分。燃气净化装置包括除尘器、热交换器、脱硫塔、吸收塔和电扑焦器。
一种生产柴草燃气的气化装置，它包括炉体，在炉体的下部设有炉箅和灰坑，灰坑设有可封闭的出灰口，在灰口门上设有风孔，风孔上借由螺钉封闭；炉膛内由下至上依次分为氧化区、还原区、干馏区和干燥区，在氧化区的侧方设有热气进口，在干燥区的顶部设有加料口和柴草燃气出口，在炉膛的侧壁设有耐火保温层。
生产柴草燃气的气化装置包括在柴草燃气出口接设冷凝净化器，该冷凝净化器包括燃气进入口，其与炉体的燃气出口连通；热气出口与炉体的氧化区的热气进口连通；鼓风机从冷风进入口鼓入冷风；燃气输出口输出冷却的柴草燃气进入燃气储罐或燃气灶供使用；底部设有排水阀；顶部设有具安全阀的烟囱。
生产柴草燃气的气化装置，它还包括在冷凝净化器的燃气输出口接设燃气净化装置，该燃气净化装置包括除尘器、热交换器、脱硫塔、吸收塔和电扑焦器。
本发明的主要优点是具有将柴草完全燃烧，充分利用能源且不污染环境的功效。
下面结合较佳实施例和附图进一步说明。
图1是本发明的气化装置构造示意图。
图2是本发明的燃气净化装置示意图。
本发明的柴草燃气是在气化装置内及缺氧的条件下加热柴草，利用柴草受热后，析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体，把固体的柴草转化为燃气，从而克服直接燃烧柴草造成的燃烧不完全的缺陷，达到充分利用能源及减少环境污染的目的。
众所周知，柴草中的主要成分是可燃物质和水分，其可燃物质主要为碳占49．5％、氧占43％、氢占6．5％，还有氮占1％及少量的硫、磷、钾及微量元素。
其中碳绝大多数是以碳氢化合物的形式存在，在加热燃烧的过程中，大部分以挥发物的形态析出，参加燃烧，另一小部分以固定碳的形式出现。
其中氢和氧都是可燃的物质，以碳水化合物的形式存在，在加热燃烧时易挥发，极易点燃着火，燃烧后的产物为水，燃烧时，废气以水蒸气的形态出现，要吸收燃烧时产生的热量(冷凝时再放出热量)，故对燃烧要产生一定的影响。
其中，氮不能燃烧，在燃烧中是有机废物或形成氧化氮气体；硫是可燃物质，燃烧后生成二氧化硫或三氧化硫，及硫酸或亚硫酸，其对灶具产生腐蚀并对空气造成污染，是非常有害的物质。
其中的磷、钾是可燃物质，磷燃烧后产生五氧化二磷、磷酸或亚磷酸等有害物质；钾燃烧后生成氧化钾，进入炉灰中。
其中水份是非常有害的物质，在燃烧中生成水蒸气，带走大量的热量，降低炉温，影响燃烧，因此，柴草在加入气化装置之前，必须尽量干燥，不能燃烧湿的柴草。
参阅图1，本发明使用的气化装置是由炉体1和冷凝净化器3组成，炉体1的下部设有炉箅12和灰坑11，灰坑11设有可封闭的出灰口111，气化炉运行时，出灰口111的灰口门112成关闭状态，在灰口门112上设有风孔113，风孔113上借由螺钉114封闭，当闭火时，去掉螺钉114，以便进入少量的空气，以保持炉内的燃烧物不熄灭。
炉膛20内由下至上依次分为氧化区21、还原区22、干馏区23和干燥区24，在氧化区21的侧方设有热气进口211，以提供氧化区21燃烧的适量氧气，在干燥区24的顶部设有加料口241和燃气出口242，在炉膛20的侧壁设有耐火保温层201，防止热量散失。
冷凝净化器3包括燃气进入口31，其与炉体1的燃气出口242连通；热气出口32与炉体1的氧化区21的热气进口211连通；鼓风机4从冷风进入口33鼓入冷风强制冷却柴草燃气中的水分和焦油；燃气输出口34输出冷却的柴草燃气进入燃气储罐或燃气灶供使用；底部设有排水阀35，用于定期排除冷却水焦油；顶部设有具安全阀的烟囱36，供排放废气。通过较长时间的实验记录，本发明的气化装置的平均工作参数如下：
1、柴草气化率为71％，
2、柴草产气率为1．9-2．1m3／kg(标准气压下)，
3、冷却柴草燃气的出口温度＜75℃，
4、冷却柴草燃气中的焦油含量＜30mg／m3，
5、柴草燃气的热值为3800-5500千卡／m3。
本发明的气化装置的工作过程为：
首先将柴草加入气化装置的炉体1内，关闭加料口241，点燃氧化区21，鼓入适量的空气，使炉膛内的氧化区21在缺氧的情况下燃烧，加入的空气量以点着为限，温度在1000℃以上；其热量向上传递供给还原区22的柴草进行还原反应，其温度约800℃以上，在氧化区21生成的二氧化碳还原成一氧化碳，且发生柴草受热分解出可燃气体；燃烧产生的高温气体向上流动进入干馏区23，使柴草裂解出可燃气体及焦油，一部分碳焦化为固定碳，其温度约为500℃以下；燃烧产生的高温气体继续向上流动进入干燥区24，温度下降，使上层柴草干燥脱水，形成水蒸气与柴草燃气混合，从柴草燃气出口242导出，进入冷凝净化器3进一步进行净化处理，或直接连接到燃气灶使用。
炉膛内的柴草随着不断地燃烧和裂解，体积逐渐减少，靠着自身的重量向下降落，直至全部变成柴草燃气；同时燃烧产生的炉灰由炉箅12落入灰坑11内。
当全部气化完毕后，重新加入柴草原料，进行新一轮的柴草气化。本气化装置的特点是：热风由下部导人，柴草燃气由上部导出，柴草燃气导出方向与柴草进入方向呈逆流式，故不必消耗很大能量，启动容易迅速，燃气中含有干馏物，发热量较高，生成的柴草燃气逐层上升时，被上层的柴草过滤，使出口的柴草燃气中，灰份较少，且本气化装置的构造简单，成本低廉，使用方便，适合广泛地推广应用。
参阅图2，由于从冷凝净化器3导出的柴草燃气中存在冷却水、焦油、二氧化碳、氮气、二氧化硫、炉灰等杂质，影响柴草燃气的燃烧效果和造成污染环境，故对于大规模的生产，必须进行进一步的净化处理，以提高柴草燃气的质量。
本发明的燃气净化装置包括除尘器5、热交换器6、脱硫塔7、吸收塔8和电扑焦器9，其燃气中的灰份可以通过旋风除尘器5清除；其水蒸气和焦油可以通过热交换器6冷凝除去；脱硫塔7除去硫化物及磷化物；二氧化碳、氮气、二氧化硫等可以通过吸收塔8和电扑焦器9除去，制成品质较高的柴草燃气。
当然，由于本发明的柴草燃气中的焦油、二氧化碳、氮气、二氧化硫、炉灰等杂质的含量比直接燃烧柴草的有害气体少得多，因此，作为家庭使用的小型柴草燃气灶具，可以不设燃气净化装置，将经过冷凝净化器的柴草燃气直接导入燃气灶具使用；或不设冷凝净化器和燃气净化装置，直接将气化装置的炉体连接到燃气灶上使用，制成小型的柴草燃气灶，达到使柴草充分完全燃烧、减少能源浪费和使用方便的目的。此种小型廉价的柴草燃气灶具非常适用于广大的农村和边远的山区使用，具有广泛的使用价值。
Claims (8)
1、一种柴草燃气，其特征在于：它是在气化装置内缺氧的条件下加热柴草，柴草受热后，析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体，把固体的柴草转化为柴草燃气。
2、一种柴草燃气的生产方法，其特征在于：它是将柴草放入气化装置内，在缺氧的条件下加热，利用柴草受热后，析出可燃挥发气体和有机物裂解析出可燃性气体，制造出柴草燃气。
3、如权利要求2所述的柴草燃气的生产方法，其特征在于：它包括将柴草燃气导入冷凝净化器内，除去其中的有害气体和水分，并将温度降低到75℃以下。
4、如权利要求3所述的柴草燃气的生产方法，其特征在于：它包括将冷凝净化的柴草燃气导入燃气净化装置内，进一步除去其中的有害气体和水分。
5、如权利要求4所述的柴草燃气的生产方法，其特征在于：燃气净化装置包括除尘器、热交换器、脱硫塔、吸收塔和电扑焦器。
6、一种生产柴草燃气的气化装置，其特征在于：它包括炉体，在炉体的下部设有炉箅和灰坑，灰坑设有可封闭的出灰口，在灰口门上设有风孔，风孔上借由螺钉封闭；炉膛内由下至上依次分为氧化区、还原区、干馏区和干燥区，在氧化区的侧方设有热气进口，在干燥区的顶部设有加料口和柴草燃气出口，在炉膛的侧壁设有耐火保温层。
7、如权利要求6所述的生产柴草燃气的气化装置，其特征在于：它包括在柴草燃气出口接设冷凝净化器，该冷凝净化器包括燃气进入口，其与炉体的燃气出口连通；热气出口与炉体的氧化区的热气进口连通；鼓风机从冷风进入口鼓入冷风；燃气输出口输出冷却的柴草燃气进入燃气储罐或燃气灶供使用；底部设有排水阀；顶部设有具安全阀的烟囱。
8、如权利要求7所述的生产柴草燃气的气化装置，其特征在于：它包括在冷凝净化器的燃气输出口接设燃气净化装置，该燃气净化装置包括除尘器、热交换器、脱硫塔、吸收塔和电扑焦器。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |