[發明專利]一種進行熱解的方法和一種熱解設備

有效

• 申請號: 200910138752.3
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101555410A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: J·萊托
• 申請（專利權）人: 美特索電力公司
• 主分類號: C10B47/24
• 分類號: C10B47/24;C10B53/02;B01J8/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張軼東;韋欣華

本發明涉及一種進行如附加的權利要求1的前序部分所表述類型的熱解的 方法。本發明進一步涉及一種如附加的權利要求8的前序部分所述的熱解設備。

熱解指的是燃料在惰性條件和高溫下轉化成氣體形式，其中經過冷凝形成 含有不同的有機化合物的油狀液體。與熱解相聯系的惰性條件指的是無氧的條 件，其中避免了燃料的燃燒。在焦油的生產過程中，“焦油的蒸餾”是一個多年 以來就已知的熱解過程的例子。

在熱解工藝中燃料被熱解，在熱解反應中形成的氣態化合物從碳化殘余物 中分離出來，然后被冷凝成熱解油，后者可以被使用，例如，作為燃料或其被 進一步加工成為不同的化學品。從不同的生物基燃料例如木基燃料生產熱解油 已經被研究用來替代煤和重質燃料油。考慮到在燃料的能含量方面，與難于輸 送的生物質相比，熱解油的一個優點為其易于運輸。

熱解工藝的發展的例子包括一些專利公開，例如US4,891,459；US5,728,271； EP513051和US6,814,940。這些專利公開的熱解方法是以固體的流化為基礎的， 例如生物基燃料與惰性流化氣體在大約400到600℃時，可能在流化的床物質存 在下。反應器中將要被熱解的燃料被提供到反應器的下部，在此處，與流化氣 體一起向上流動。通過例如在專利EP513051(Ensyn?Technologies?Inc)中所示 的旋風分離器或相關的分離器，床物質和碳殘余物被從流出反應器的氣體中分 離出來。

專利WO02/083816公開了在流化床反應器中的熱解，其中的目的是保持床 層的密度來加強從載體顆粒(沙)到燃料顆粒的熱交換。目前的反應器為一個 提升管，其被返回循環的載體物質所環繞，在這里在熱解中從顆粒形成的可燃 燒的殘余物被燒掉。

專利WO97/06886(Biomass?Technology?Group?B.V)公開了通過一種特別旋 轉的、垂直的、向上擴展的容器在反應器中循環熱處理的物質。一個應用是物 質的熱解。專利WO03/106590(Biomass?Technology?Group?B.V)公開了一個兩 相工藝，其中第一相包括在一個混合容器中將熱解顆粒和熱載體顆粒混合，第 二相包括在反應容器中將熱解氣體從向下流動的混合物中分離出來。

專利FI117513(Valtion?teknillinen?tutkimuskeskus，芬蘭工程研究中心)公開了 一種方法，其中設置一個與燃燒固體燃料的流化床蒸發器連接的熱解器，其中 熱解器在熱解中利用流化床蒸發器的熱惰性床物質(沙)的能含量。與進入流 化床蒸發器相比，將不同的燃料輸入熱解器。根據另外一個方案(圖3)，熱解 器被設置成流化床蒸發器的爐子結構的一部分并與床物質的內部物質循環相連 接。

在上面描述的工藝中，特別是當熱解物質是具有不同粒度的固體燃料時， 具有使得物質以適宜的效率熱解的停留時間是一個挑戰。為了確保這樣，為了 保證物質在熱解條件下停留盡可能長的時間，必須改進熱解器中的循環方式。

本發明的目的是提供一種新的方法，其能通過簡單的流通解決辦法達到適 宜的效率。本發明的同的特別地適用于流化床蒸發器，其能通過燃燒工藝從燃 料中制造能量，其中為了保持熱解溫度它至少利用了一部分通過蒸發器產生的 熱量。為了達到該目的，根據本發明所述的方法的主要特征在于在附加權利要 求1的特征部分表述的內容。

當從蒸發器中出來的熱解燃料和流化的床物質相對于流化氣體的流向橫向 地通過熱解器的時候，將燃料保持在熱解條件下，達到使所有燃料盡可能完全 地被熱解的停留時間是可能的。然而，熱解產生的氣體沒有與燃料和流化的床 物質接觸相應的時間，因為其相互交叉流過。

根據本發明的有益實施方案，將熱解器與流化床蒸發器的爐子直接連接， 例如以這種方式將其設置在爐子的外面，并且流化的床物質經由進口從爐子進 入熱解器并通過出口返回爐子。因此熱解器尤其可以和鼓泡流化床蒸發器(BFB 蒸發器)整合，特別是以這種方式，熱解器和爐子共用一個公用壁，其包含上 述進口和出口。因此，蒸發器的流化床物質可以通過一個簡單的方式被以適宜 的效率利用。

床物質通過連通器的原理被轉移，因為當其被流化時，其行為就象液體一 樣。被熱解的燃料和流化床物質通過熱解器的轉移可被定向流化氣體噴嘴加速。 此外，通過額外的加熱或冷卻調整熱解器的溫度是可能的，在這種情況中，過 程不僅只依靠床物質的溫度和流過速率。