[發明專利]一種高效凈化分離及收集生物油的方法及裝置

無效

• 申請號: 201010243318.4
• 申請日: 2010-08-02
• 公開（公告）號: CN102021013A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 趙增立;鄭安慶;常勝;王小波;李海濱
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江;黃培智

技術領域

本發明涉及生物質能利用技術領域，尤其涉及一種生物油凈化分離收集的方法及裝置。

背景技術

目前，發達國家以生物能源和化工產品生產為主的生物質產業正在蓬勃興起，其中，用生物質快速熱解技術制取生物油，大力發展生物能源以替代化石燃料，是當前的研究主流和發展前沿。由于生物質快速熱解條件非常苛刻，目前用生物質熱解制備的生物油，還存在氧含量高，腐蝕性和粘度較大，化學成分復雜和不穩定等問題，要替代石油燃料尚有一定距離。

專利CN02112008.8和CN02218043.5公開了一種生物質整合式熱裂解分級制取液體燃料的技術和裝置，采用變截面流化床反應器，高、中、低冷凝器組成的分級冷凝系統，通過分級冷凝獲取不同餾分的生物油，生物油固體顆粒物含量高的問題。專利CN公開了一種生物質真空裂解制備生物油的方法，包括以下流程：(1)真空裂解：經預處理后的原料加入反應釜中，在外圍管式爐加熱下升溫裂解，反應釜內置有導熱器件。(2)冷凝：低溫下的揮發份(主要為水蒸汽)被導入干燥塔，高溫下的揮發份被導入盤管冷凝器中冷凝。(3)吸收：不可凝氣中的水蒸汽被干燥塔吸收，氮化物和硫化物被鼓泡吸收瓶吸收。該專利存在生產的生物油粘度較高，冷凝過程換熱效率不高的問題。專利CN200810198249.2公開了一種分級制取生物油的裝置及方法，在真空壓力下，熱裂解裝置外加熱升溫時，根據熱解溫度不同，將低溫段制得的含水量較高的生物油提前分離，控制熱解溫度的停留時間，收集中溫段時生成的含水量低，有機組分含量高的生物油，另外在真空裂解反應器下游設置催化裂解裝置，將長鏈有機物和復雜芳香族化合物裂解為短鏈和簡單芳香型化合物。該專利生物油產率較低，生產成本較高的問題。

上述專利均未涉及爐內過濾與有機冷凝劑噴淋相結合的生物油凈化分離機收集方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術生物油粘度較高、固體顆粒物含量高等技術問題，提供一種高效凈化分離及收集生物油的方法及裝置。

為實現以上目的，本發明采取了以下的技術方案：一種高效凈化分離及收集生物油的方法，包括以下步驟：

(1)生物油分離：將經過破碎的生物質通入流化床，生物質在流化床內快速熱解，生成包括可冷凝生物油、熱解氣的熱解氣體產物以及固體殘渣；將產生的固體殘渣和熱解氣體產物快速分離；

(2)生物油冷凝：將步驟(1)分離出來的熱解氣體產物采用有機冷凝劑快速冷凝，將熱解氣體產物中的可冷凝生物油冷凝成小液滴；

(3)生物油收集：將步驟(2)冷凝得到的生物油液滴與氣體分離，得到生物油；分離出來的熱解氣經過進一步處理利用。

現有技術是采用固體殘渣和熱解氣體產物在床外分離，本發明采用的是在床內分離；生物油冷凝現在最常用的方法是采用生物油循環噴淋，少量的采用間接換熱冷凝，本發明中采用有機溶劑冷凝。

所述步驟(2)中生物質熱解氣體產物冷卻時采用直冷方式，采用的有機冷凝劑為L-異構烷烴。有機溶劑與生物油不互溶，與生物油混合時分層，溶劑位于生物油上層。直冷的方式是冷凝劑與需要冷卻的物質直接接觸，一般采用噴頭將冷凝劑霧化的方式。

所述步驟(2)中生物質熱解氣體產物冷卻時所述冷卻劑的溫度為-15～30℃。確保生物質熱解氣體產物中的可冷凝氣體完全冷凝，提高生物油產率。

本發明還提供了一種高效凈化分離及收集生物油的裝置，該裝置配合流化床使用，流化床爐膛內一般分成密相區和稀相區兩個部分，實際運行時床料和物料比較多的區域叫密相區，是反應發生的地方，物料和床料比較少的區域為稀相區；連接在流化床中下部上設有進料機構，流化床頂部設有流化床氣體出口，底部設有流化氣進口；該種高效凈化分離及收集生物油的裝置，包括有管束過濾器，所述管束過濾器設置在流化床中部內的密相區，通過管束過濾器在流化床密相區將氣化產物分離出來，并凈化，還包括有文丘里冷凝管，油泵，冷凝器、油箱和氣液分離器；文丘里冷凝管管從進口到出口一般分成入口段、收縮段、喉口、擴散段幾個部分，所述文丘里冷凝管的一端與管束過濾器的頂端連接，另一端連接到氣液分離器，在所述文丘里冷凝管的喉口上均勻布設有至少一個噴嘴，所述喉口通過管道依次與油泵、冷凝器連接，冷凝器另一端連接到油箱；所述油箱的頂端連接到氣液分離器；在油箱內灌注有有機冷凝劑。本發明中文丘里冷凝管能加強冷凝劑與氣化氣體產物的混合。