[發明專利]用于生物質中溫快速熱解的熱解爐裝置

有效

• 申請號: 200910224180.0
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN101709223A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 韓劍鋒
• 申請（專利權）人: 中節環(北京)能源技術有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明用于生物質中溫快速熱解的熱解爐裝置，涉及能源化 工設備技術領域；特別涉及生物質熱化學設備技術領域；具體涉 及用于生物質中溫快速熱解的熱解爐裝置的技術領域。

背景技術

生物質是通過光合作用吸收空氣中二氧化碳生成的有機物 質。其分布廣泛、可利用量大、并且是唯一可再生的含有碳氫組 分和熱能的、可儲存的自然原料。利用生物質進行能源利用和化 工生產，具有CO₂零排放的特征。隨著傳統化石能源儲量的日益 減少，以及由于使用化石能源帶來的環境污染問題，重視和發展 可再生、環保能源已成為各國政府的共識。通過熱化學、生物化 學等方法，能夠將生物質轉變為清潔的氣體或液體燃料，生產合 成柴油/汽油、化工產品以及滿足電力需求等等，具有全面替代 化石能源的潛力，成為世界各國優先發展的新能源。

將生物質轉變為清潔氣體或液體燃料的方法很多，其中，生 物質高溫氣流床氣化技術與其它技術相比能夠適應所有的生物 質種類，其氣化溫度較高、爐內溫度比較均勻、焦油在氣流床中 全部裂解、CH₄含量較少、氣化得到精制合成氣；同時氣流床具 有很好的放大特性，特別適用于大型工業化的應用。精制合成氣 是指：氣化直接得到的合成氣中，CO和H₂為主要組分，無焦油， CH₄含量＜0.5％。精制合成氣主要用于生產合成柴油/汽油、烯烴、 烷烴、石腦油、潤滑油，以及作為燃料電池原料等等，適用于生 產各種化工產品、以及各種超清潔油品的新能源利用；特別在可 再生的生物質能源利用領域，它是生物質化工產業及合成油新能 源產業的關鍵技術。但是，氣流床氣化對原料的粒徑有著嚴格的 限制，進入氣流床的原料需要磨成超細的微米級顆粒，然而按照 現有的破碎或制粉技術，無法將含纖維較多的生物質原料磨制成 滿足氣流床運行所需的粒徑，這就導致了無法將生物質原料直接 用于氣流床氣化；最好就是先將生物質進行熱解分解成熱解氣和 固態炭，然后將固態炭制粉和熱解氣一起送入氣流床中氣化。

將生物質進行熱解而分解成熱解氣和固態炭的設備就是熱 解爐，為了降低熱解爐的材料要求而降低設備成本，最好的方法 就是在400℃～600℃的中等熱解溫度下(簡稱中溫熱解)，對生 物質進行中溫快速熱解處理、將生物質分解成熱解氣和固態炭 (再將固態炭研磨成炭粉)后再送入氣流床中進行氣化。而實現 生物質中溫快速熱解技術的關鍵設備就是熱解爐，它是決定生物 質熱解的熱量利用效率、熱解速率、熱解產物品質、以及熱解爐 設備造價和熱解爐供熱安全運行的核心。

目前用于對生物質進行熱解的設備，以熱解方法可分為間接 換熱熱解式、直接換熱熱解式，以規格形式可分為立式、臥式， 以固定方式可分為外殼固定式、外殼旋轉式，以燃燒溫度可分為 高溫、中溫、低溫，以供熱方式可分為上供熱、下供熱、側供熱...... 等等。但是，無論哪種方式的熱解爐，均存在著或燃燒供熱欠完 全、或熱解欠充分、或熱量利用效率較低、或熱解速率慢、或熱 解產物品質不高、以及熱解爐設備造價高和難以保證熱解爐供熱 安全運行等諸多不足、缺陷與弊端。本發明的“用于生物質中溫 快速熱解的熱解爐裝置”，是生物質可再生固體燃料的中溫快速 熱解技術中實施載體必須優先解決的關鍵技術。

基于發明人的專業知識底蘊與多年豐富的實踐經驗及對事 業精益求精的不懈追求，在認真而充分的調查、了解、分析、總 結上述已有公知技術和現狀基礎上，根據生物質氣流床氣化的要 求，在生物質的熱解處理過程中滿足“生物質的中溫快速熱解及 熱解氣多次裂解”的技術要求前提下，對臥式熱解爐采取“攪拌 軸在爐內偏心布置、攪拌桿沿軸向按不同角度交錯布置、攪拌爪 與攪拌桿呈一定傾斜角度布置”關鍵技術，研制成功了“用于生 物質中溫快速熱解的熱解爐裝置”，可高效、直接燃燒供熱安全、 運行安全穩定、熱解爐設備低投資地滿足生物質的精制合成氣的 原料預處理要求，具有非常重要的現實意義與深遠的戰略意義。

發明內容