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一种 利用 气化 制备 合成气 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910040974

申请日:

20190116

公开号:

CN109628147A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C10J3/46;C10J3/84;C10J3/72 主分类号: C10J3/46;C10J3/84;C10J3/72
申请人: 天津大学
发明人: 陈冠益;田婧;马增辉;郭祥;郭振飞;程占军;颜蓓蓓
地址: 300072 天津市南开区卫津路92号
优先权:
专利代理机构: 12201 代理人: 程小艳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910040974

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开一种利用菌糠气化制备合成气的方法,主要步骤包括:?#21344;?#24223;弃的菌糠,对其进行晾晒、粉碎及干燥,选择管式炉作为此次实验的反应器。启动炉内加热装置,设置升温程序,控制最终温?#20219;?00~1000℃。在升温过程中通入空气为气化剂,控制流量在0.2L/min。在管式炉达到设定温度后,将炉体推到经过晾晒粉碎的原料区制备合成气。本次发明利用菌糠气化制成的合成气,与一般的秸秆等农作物气化所制备的合成气相比具有更好的?#20998;?#21644;更高的热值,因此可以直接供给锅炉燃烧产生蒸汽并发电。

权利要求书

1.一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)原料准备:?#21344;?#24223;弃的菌糠,对其进行晾晒及粉碎,粉碎粒径为0.18mm左右; 2)原料干燥:将5g菌糠原料置于105℃的烘箱内24h,对其进行干燥处理; 3)启动反应设备:启动反应器的炉内加热装置,设置升温程序,控制最终温?#20219;?00~1000℃,在升温过程中通入0.2L/min的空气为气化剂,以保证在空气氛围下进行反应; 4)进样:在管式炉达到所述步骤3)中的最终温度后,将炉体推到经过晾晒粉碎的原料区域; 5)?#21344;?#32463;过气化反应的合成气经过冷凝器冷凝,流量计控制流量并于取样口取样?#21344;?2.根据权利要求1所述的一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,所述步骤1)中菌糠为采收食用菌后产生的菌糠。 3.根据权利要求1所述的一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,所述步骤3)中通入空气至少10?#31181;印?4.根据权利要求1所述的一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,产生的合成气利用外标法结合气相色谱仪对得到的气体进行测量。 5.根据权利要求1所述的一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,利用气体低热值计算方法对菌糠气化得到的气体热值进行计算。 6.根据权利要求1所述的一种利用菌糠气化制备合成气的方法,其特征在于,所述步骤3)中反应设备选择管式加热炉。

说明书


一种利用菌糠气化制备合成气的方法
技术领域


本发明属于生物质能源技术领域,具体涉及一种利用菌糠制取生物合成气的方
法。


背景技术


食用菌菌糠是一种易于获得的生物质,是食用菌菌丝残体及经食用菌?#38468;?#30340;粗纤
维等成分的复合物。我国食用菌产业的快速发展,必然会产生大量菌糠等废弃物。随着食用
菌生产规模和产量的不断扩大,食用菌菌糠年产已达4000万t,但许多地区的农民将这些菌
糠随意丢弃或燃烧,不仅造成了资源的浪费,更给当地生态环境带来?#25628;?#37325;污染。


气化是生物质利用的关键技术。生物质气化是以空气、氧气或水蒸汽等作为气化
剂,在高温条件下通过热化学反应将生物燃料转化为燃气的过程。原则上,所有不同类型的
生物?#35782;?#21487;以通过气化转换成合成气,合成气主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷组
成。?#28304;?#20154;类发现如何生火,千百年来生物质一直作为主要的能量来源。本发明利用了生物
质气化技术使得食用菌菌糠得以资源化利用,实现农副资源循环发展,既节省生产成本、增
加经济效益,还能实?#33267;?#25490;放、全消纳。


发明内容


本次发明的主要目的是提供一种利用菌糠制取生物合成气的方法。本发明为?#29992;?br>炊事、集体供暖以及锅炉利用提供一个新的更为廉价且操作简单易行的方法:利用菌糠制
备合成气并供给燃烧。本方法回应了绿色能源的倡导,将危害环境的菌糠转为有效的能源,
以空气为气化剂制成合成气,在操作过程中不受气化炉种类的限制。


本发明为解决背景技术中的技术问题,采用的技术方案是一种利用菌糠气化制备
合成气的方法,包括如下步骤:


1)原料准备:?#21344;?#24223;弃的菌糠,对其进行晾晒及粉碎,粉碎粒径为0.18mm左右;


2)原料干燥:将5g菌糠原料置于105℃的烘箱内24h,对其进行干燥处理;


3)启动反应设备:启动反应器的炉内加热装置,设置升温程序,控制最终温?#20219;?br>800~1000℃,在升温过程中通入0.2L/min的空气为气化剂,以保证在空气氛围下进行反
应;


4)进样:在管式炉达到所述步骤3)中的最终温度后,将炉体推到经过晾晒粉碎的
原料区域;


5)?#21344;?#32463;过气化反应的合成气经过冷凝器冷凝,流量计控制流量并于取样口取
样?#21344;?br>

所述步骤1)中菌糠为采收食用菌后产生的菌糠。


所述步骤3)中通入空气至少10?#31181;印?br>

合成气利用外标法结合气相色谱仪对得到的气体进行测量。


利用气体低热值计算方法对菌糠气化得到的气体热值进行计算。


所述步骤3)中反应设备选择管式加热炉。


有益效果


1.资源再利用:本发明使用气化技术将菌糠制备成可以供热的合成气能源,不仅
解决了菌糠堆积造成的环境污染问题,还将其转化成可以利用的能源,实?#33267;?#36164;源的再利
用。


2.能源开发:本发明利用菌糠气化制成的合成气,与一般的秸秆等农作物气化所
制备的合成气相比具有更好的?#20998;?#21644;更高的热值,在绿色能源的开发与利用方面是一种进
步。


3.易于操作,便于推广:本次发明由于对气化反应器没有特殊的要求,操作简便,
与现有技术相比更有利于大规模的?#24230;?#20351;用。


4.本发明遵循绿色能源的倡导,将危害环境的菌糠转为有效的能源,以空气为气
化剂制成合成气,在操作过程中不受气化炉种类的限制。


附图说明


图1为本发明所使用的装置流程图。


附图标记:1-空气瓶,2-流量计,3-管式炉,4-冷凝器,5-流量计,6-取样口。


具体实施方式


下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更
好地使本领域的技术人?#22791;?#22909;地理解本发明,并不对本发明作任何的限制。


本发明采用图1所示的带滑轨的管式炉为反应装置。每次试验所用的菌糠的质量
为5g,具体实施步骤如下所示:


实施例1


1、打开管式炉加热升温装置,进行升温,直至温?#20219;?#23450;在1000℃。


2、打开空气气瓶,打开减压阀,流量计,调节空气流量为200mL/min,通入空气满十
?#31181;櫻?#20197;保证在空气氛围下进行反应。


3、将5g菌糠均匀的铺在石英舟上,待管式炉稳定在1000?#23143;螅?#23558;反应器沿滑轨推
至物料区域,进行反应。


4、待反应稳定后,经由冷凝器冷凝气化产生的焦油,用集气袋?#21344;?#20135;生的气化可
燃气,然后由气相色谱仪测定其成分,并计算热值。


实施例2


1、打开管式炉加热升温装置,进行升温,直至温?#20219;?#23450;在900℃。


2、打开空气气瓶,打开减压阀,流量计,调节空气流量为200mL/min,通入空气满十
?#31181;櫻?#20197;保证在空气氛围下进行反应。


3、将5g菌糠均匀的铺在石英舟上,待管式炉稳定在900?#23143;螅?#23558;反应器沿滑轨推至
物料区域,进行反应。


4、待反应稳定后,经由冷凝器冷凝气化产生的焦油,用集气袋?#21344;?#20135;生的气化可
燃气,然后由气相色谱仪测定其成分,并计算热值。


实施例3


1、打开管式炉加热升温装置,进行升温,直至温?#20219;?#23450;在800℃。


2、打开空气气瓶,打开减压阀,流量计,调节空气流量为200mL/min,通入空气满十
?#31181;櫻?#20197;保证在空气氛围下进行反应。


3、将5g菌糠均匀的铺在石英舟上,待管式炉稳定在800?#23143;螅?#23558;反应器沿滑轨推至
物料区域,进行反应。


4、待反应稳定后,经由冷凝器冷凝气化产生的焦油,用集气袋?#21344;?#20135;生的气化可
燃气,然后由气相色谱仪测定其成分,并计算热值。


产气成分及热值分析


将以上实施例连接GC分析结果,得到产气成分的百分比及产气热?#31561;?#19979;表所示:


表1实施案例GC分析结果



















案例编号


H
2


CO
2


C
2H
4


C
2H
6


C
3H
8


C
3H
6


CH
4


CO


N
2


热值




1


12.21


9.47


0.66


0.12


0.18


0.00


4.22


24.85


44.21


6.610




2


9.92


13.18


0.96


0.20


0.33


0.00


5.21


21.15


46.33


6.596




3


7.23


16.28


1.07


0.28


0.47


0.03


5.08


16.07


50.43


5.862






注:表中为气体单位为(%),热值的单位为MJ/m
3


结论:本次发明利用菌糠气化制成的合成气,与一般的秸秆等农作物气化所制备
的合成气相比具有更好的?#20998;?#21644;更高的热值,因此可以直接供给锅炉燃烧产生蒸汽并发
电。?#28304;?#21487;得,本次发明在绿色能源的开发与利用方面是一种进步。


以上内容不能认定本发明的具体实施只局限这些说明,凡是依照本发明申请专利
范围内所做的均等变化和修?#21361;?#30342;应属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围
以内。


关于本文
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上传时间: 2019-04-28

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