本技术涉及一种生物质热解成型一体化制备机制炭的装置及方法,属于可再生能源技术领域。该技术通过生物质原料的热解过程获得热解焦,同时,热解装置产生的气体经过冷凝分离,实现生物质能源的高效利用。
背景技术
机制炭,又名人造炭、再生炭、无烟清洁炭,是生物质原料经破碎、干燥、挤压成型、炭化等工艺制得的具有一定形状的棒状炭质产品。机制炭密度大、热值高、安全无污染,是国际上公认的绿色环保产品。机制炭原料来源广泛,稻壳、花生壳、棉壳、秸秆、玉米芯等都可用作生产机制炭的原料。我国是农业大国,林木等生物质资源丰富,每年产生大量的果壳、果核、秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物。
目前,机制炭的制备方法主要分为2种:(1)先成型后碳化。该方法先将生物质原料破碎、干燥、挤压成型,再对成型生物质进行碳化。如专利CN 110317654A中所记载的一种新型生物质燃料机制碳棒及其生产方法,以木屑、棉絮和桐木刨花为主要原料,经浸泡、干燥、粉碎、混料、成型,最后炭化制得成品机制炭。但这种方法生产的机制炭表面易变形、抗跌落性能较差,且生物质原料不易成型,制备过程中能耗大、设备磨损严重,工艺缺陷明显;(2)先碳化后成型。该方法中生物质原料先热解碳化获得生物炭,将生物炭粉碎、挤压成型,经过干燥烧结后制得机制炭。这种方法工艺简单、原料要求较低,也是当前机制炭常用的制备方法。但这种方法也存在自身的缺点,如生产周期较长、成本较高、能耗较高,成型过程中需加入一定量的水和粘结剂促进炭棒成型,同时热解过程还会产生难以处理的热解生物油。
热解生物油中含有大量水分(~80wt.%),且生物油中的重质组分二次加热过程易碳化缩聚,若将生物油用于机制炭的成型过程中,可同时起到水和粘结剂的作用,这既省去了需外加的水和粘结剂,又解决了生物油的处置难题。此外,当前的机制炭生产过程中碳化和成型分别在各自独立的装置中完成,各装置间缺少耦联,导致设备能效低、生产周期较长。
实现思路