廢棄植物製取可燃氣、炭和焦油的方法
2023-10-24 02:31:32
專利名稱：廢棄植物製取可燃氣、炭和焦油的方法
技術領域：
本發明涉及可燃物的能源開發，特別是用廢棄植物製取燃料及化工原料的綜合利用技術，也涉及環境保護方法。
由木材進行乾餾制木炭的技術成熟而古老，由於木材的價格始終在上漲以及其對樹木的利用率很低的原因，這一生產幾乎停止。近年來利用木屑成型制炭的技術開發成功，市場上有這種棒炭出售，木材的利用率有了提高。但是這種提高還是很在限的，得到棒炭的重量僅為木屑量的1/4，3/4的木屑變成煙氣排到大氣中汙染環境，另外木屑資源也是有限的。
本發明的目的是提供一種方法，利用廢棄植物-不論是木本還是草本的枝、葉、稈、皮等-進行加工以製取可燃木氣、焦炭和焦油的方法，充分利用植物提供能源和化工原料而不汙染環境。
本發明是利用幾乎所有植物為原料，特別是那些以往不能被利用的樹木的枝、葉，作物的秸、稈、種子、果實的皮、芯、殼、核，各種荒、蒿草、種植草、以及木屑、甚至水解制糠醛的廢渣等，經粉碎、加料成型、乾餾獲得高質量的燃料-木氣、焦炭-和化工原料-醋液和焦油，其工藝如附圖
所示。用飼料切割機將原料切成1～4mm顆粒，乾燥後用穀物粉碎機進行粉碎重0.5～3mm粒度，再次乾燥到含水量在10%以下，加入粘合劑後用成型機使其成型。粘合劑是用本發明乾餾後所得乾餾液分離出來的焦油構成。成型後的原料裝入乾餾爐進行升溫乾餾，乾餾爐是由鋼和耐火材料製成全封閉式外熱式爐，爐體不同部位有木氣、乾餾液的出口，加熱可採用電熱或木氣加熱方式，乾餾條件為加熱升溫時間為2～12h，乾餾溫度不低於500℃。乾餾出來的氣(汽)用本發明從乾餾液中分離出來的醋液噴淋洗滌使醋液和焦油冷凝下來予以回收，同時也冷卻氣體。噴淋是用醋液循環噴淋，以提高醋液的濃度，醋液和焦油可以用分層方法予以分離。醋液中主要含有甲酸、乙酸、丙酮和苯等有機化合物，可以進一步分離而獲重要化工原料;焦油可作為本發明原料成型的粘合劑，亦可出售。經洗滌後不凝的氣體通過已經粉碎的原料再次乾燥和脫去帶出的焦油，即可成為民用燃料木氣輸送給用戶。這一工序不僅進一步提高木氣質量，又為原料成型提供了部分粘合劑。本發明採取乾洗降溫，在100℃以下出炭，這種木炭不僅可作燃料外，還可經水蒸汽活化製成質量很好的活性炭。乾洗是用氮、二氧化碳、氦等惰性氣通入乾餾完畢的乾餾爐內使其降溫。不同植物乾餾產生的木氣、醋液、焦油和炭比例不同，本發明對15種廢棄植物進行乾餾，平均每千公斤原料產木氣為306kg(255m)，醋液234kg，焦油100kg和焦炭260kg，無任何廢物排放，不汙染環境。乾餾產生的木氣中除含有16～29%的CO2外，其餘都是可燃的CO、C1～C4的烴和氫，熱值在4000～5000KCal/m，比目前城市煤氣熱值(約為3500KCal/m)還高。本發明可製成戶用造氣裝置，也可以製成集營造氣裝置，在每戶或在居民區使用，以解決居民生活能源需用，可大大節省燃料並能獲得可觀的經濟利益。
能源是人類面臨的三大問題之一，煤與石油資源正在不可逆地減少，據資料報導每年全世界通過植物光合作用而固定的炭約為1390億噸，超過每年開採石油和煤的總和四倍。本發明的最重要的特點就是可利用廢棄植物這一可再生資源開發日常生活不可缺少的能源，特別是在廣大農村和邊遠地區，這種資源是極為豐富的;對廢棄植物的利用率之高是現有技術無法比擬的，其主要原因是綜合利用好，不僅獲得燃料木氣、焦炭、活性炭，還可獲得醋液和焦油，創造可觀的經濟效益。本發明另一特點是工藝合理，採用自產焦油成型，醋液洗滌乾餾所得氣(汽)體、粉碎原料乾燥木氣等方法是對現有技術的重大改進。本發明在製取能源及綜合利用中無任何三廢排放，充分保護環境。
實例本發明用槐樹枝葉、蒿草、稻草、玉米秸、玉米芯、椰子殼、木屑七種原料按上述工藝進行乾餾，七種實例得到產物如表1如示，例 投料量 原料品種 產氣量 產值油量 產醋液量 產焦炭量g g l g g g1 1000 槐樹枝葉 283 236 127 339 2512 1000 蒿草 371 309 111 247 2713 1000 稻草 325 270 86 320 2694 1000 玉米秸 326 272 81 310 2935 1000 玉米芯 335 279 175 296 2506 1000 椰子殼 296 247 105 313 2867 1000 木屑 270 225 114 387 229
對七種植物製成木氣所含組分如表2所示表2例 原料品種 CO2 CO CH4 C2H6 C2H4 C3烴 C4以上烴 H21 槐樹枝葉 29.5 20.9 23.0 9.3 3.7 2.1 1 2～42 蒿草 25.7 14.0 19.7 1.7 1.0 0.8 1 2～43 稻草 20.7 20.0 17.2 8.5 4.3 2.5 1 2～44 玉米秸 28.6 21.2 18.9 9.8 4.5 2.2 1 2～45 玉米芯 18.0 14.2 21.3 4.8 5.3 2.0 1 2～46 椰子殼 26.7 20.2 22.7 10.2 4.4 2.2 1 2～47 木屑 16.5 17.7 20.3 1.6 0.9 0.6 1 2～4用椰子殼、木屑、稻草乾餾製得的木炭進行活化可製得活性炭，所得結果及與有關產品、中國標準要求對比數據如表3所示
權利要求
1.用植物乾餾製取可燃氣、炭和焦油的方法，其特徵在於以廢棄植物為原料，經切割、乾燥、粉碎、乾燥、加料成型、乾餾等工序，將產生的氣體經冷卻得乾餾液，再分離而得醋液和焦油，不凝氣經乾燥和脫油而得民用燃料木氣；乾餾剩餘物經降溫而得木炭。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的廢棄植物為樹的枝、葉，作物的秸、稈，種子和果實的皮、殼、芯、核，各種荒草和種植草，以及製糖渣、水解制糠醛渣等。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的粉碎是將原料粉碎至0.5～3.0mm的顆粒;所述的成型是將粉碎的原料顆粒加入本發明自產的焦油，經成型機械壓製成一定形狀。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述乾餾產生的氣體冷卻是用本發明所得的醋液噴淋洗滌進行的，洗滌的醋液可以循環使用。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的不凝氣的乾燥和脫油是將不凝氣通過已粉碎的原料進行的。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的乾餾物降溫是用二氧化碳，氮、氦等惰性氣體通入已乾餾完畢、且已停止加溫的乾餾爐中而達其目的。
全文摘要
一種以廢棄植物乾餾製取可燃氣、碳、焦油及醋液的方法。原料包括樹的枝葉，作物的秸稈，種子和果實的皮、殼、芯、核，各種草以及糖渣、水解制糠醛渣等。工藝為原料切割、乾燥、粉碎、乾燥、成型、乾餾，產生的氣體冷卻得乾餾液、再分離得醋液和焦油，不凝氣用原料乾燥得木氣，剩餘物用惰性氣降溫得木炭。本發明對原料的利用率很高，且無任何三廢排放。
文檔編號C10B1/06GK1085932SQ9311011
公開日1994年4月27日 申請日期1993年2月19日 優先權日1993年2月19日
發明者南方 申請人:大連市環境科學研究所