[發(fā)明專利]生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備及生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110085532.6
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102199451A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙洪葉;魏曉明;徐冬利
• 申請（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合創(chuàng)業(yè)環(huán)保工程有限公司
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/64;C10J3/66;C10J3/84;C10J3/86;C10J3/72;C01B31/08;C01B31/10;C10B53/02;C10B57/00;C10B57/18;C10B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程的能源再生技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有良好的發(fā)展前景。生物質(zhì)熱裂解技術(shù)是生物質(zhì)能回收利用的一種重要方式。它是在一定的熱力學(xué)條件下，通過提供有限氧或無氧的情況下，將組成生物質(zhì)的碳氫化合物轉(zhuǎn)化為含一氧化碳、氫氣和甲烷等可燃氣體的過程。但由于目前生物質(zhì)熱裂解產(chǎn)燃氣中焦油含量高，缺少有效處理方法，已成為該技術(shù)進一步推廣的主要障礙。

生物質(zhì)焦油是熱裂解過程中產(chǎn)生的液體副產(chǎn)物，焦油主要為較大分子碳氫化合物的集合體?？梢苑治龀龅某煞钟?00種，主要成分不少于20種，其中含量大于5％的有7種，它們是：苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。

焦油在低溫(200℃)時凝結(jié)成液體，隨溫度的升高而呈氣態(tài)，在沒有催化劑條件下焦油裂解需要很高的溫度(約為1000℃～1200℃)下能分解成小分子永久性氣體(再降溫時不凝結(jié)成液體)。焦油占可燃氣能量的5％～10％，在低溫下難以與可燃氣一道被燃燒利用，民用時大部分焦油被浪費。焦油在低溫下凝結(jié)成液體，容易和水、碳粒等結(jié)合在一起，堵塞輸氣管道，卡住閥門、抽風機轉(zhuǎn)子，腐蝕金屬；焦油難以完全燃燒，并產(chǎn)生碳黑等顆粒，對燃氣利用設(shè)備如內(nèi)燃機、燃氣輪機等損害相當嚴重；焦油及其燃燒后產(chǎn)生的氣體對人體是有害的。由此可見，可燃氣中的焦油具有相當大的危害性，在使用可燃氣前，必須盡量將它清除干凈。

對生物質(zhì)焦油進行裂解就是在高溫或催化劑的作用下，將焦油裂解為低分子燃氣，不僅解決了焦油的危害問題，而且可以提高燃氣產(chǎn)量和熱值。生物質(zhì)焦油的裂解，既提高了氣化效率，又提高了合成氣的利用價值，對發(fā)展和推廣生物質(zhì)高品位利用技術(shù)具有決定性意義。

參閱圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的生物質(zhì)熱解裂解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有的生物質(zhì)及焦油處理技術(shù)中，焦油裂解反應(yīng)器與生物質(zhì)熱解反應(yīng)器分為兩個設(shè)備，焦油裂解反應(yīng)器置于熱解反應(yīng)器后方，生物質(zhì)熱解后進入該焦油裂解反應(yīng)器，焦油裂解反應(yīng)器中還放置了兩個同型號的熱電偶以監(jiān)測床溫，焦油裂解反應(yīng)器的加熱方式、溫控儀與熱解反應(yīng)器相同。這種方式的生物質(zhì)熱解裂解設(shè)備采用兩套加熱裝置，在一定程度上要消耗大量的熱能，同時熱解后的氣體需要通過管道通入裂解催化劑床層，在此過程中會有一部分的熱損失，在節(jié)能方面存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種集生物質(zhì)干餾與高溫裂解于一體的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其采用熱解干餾室和裂解室一體化結(jié)構(gòu)，以緊湊而合理的設(shè)置實現(xiàn)熱能利用效率的提高，降低熱能損耗，同時實現(xiàn)對熱解干餾及裂解反應(yīng)進程的有效控制，使得生物質(zhì)燃料在設(shè)備內(nèi)得以充分反應(yīng)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種生物質(zhì)干餾及裂解體化設(shè)備，包括主體，該主體包括：熱解干餾室，設(shè)置在該主體的上部，對生物質(zhì)原料進行熱解以生成熱解后產(chǎn)物，所述熱解后產(chǎn)物包括燃氣、炭及焦油；裂解室，設(shè)置在該主體的下部并與該熱解干餾室連通，對所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進行裂解以生成燃氣；以及燃燒室，設(shè)置在該熱解干餾室和該裂解室的外側(cè)，為該熱解干餾室和該裂解室供熱。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該熱解干餾室包括上部熱解干餾室和下部熱解干餾室，該下部熱解干餾室伸入該裂解室中且其內(nèi)徑小于該上部熱解干餾室，在該熱解干餾室上側(cè)部設(shè)置與之連通的原料進口，所述生物質(zhì)原料從該原料進口進入該熱解干餾室。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該裂解室與該熱解干餾室之間通過該下部熱解干餾室的底部直接相通，在該裂解室上側(cè)部設(shè)置與之連通的燃氣出口，用以排出燃氣，在該裂解室底部設(shè)置有插板閥和鎖氣翻板卸灰閥，用以定期排出同態(tài)的裂解后產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該裂解室下側(cè)部還設(shè)置有水蒸汽輸送管，將水蒸汽引入該裂解室中以與所述熱解后產(chǎn)物中的炭進行水煤氣反應(yīng)，生成燃氣和活性炭。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該燃燒室上側(cè)部設(shè)置有煙氣出口，在該燃燒室下側(cè)部設(shè)置有與之連通的燃料進口，在該燃燒室下部還設(shè)置有清灰門用以定期清理該燃燒室中的燃燒后灰燼。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該主體為圓筒狀，該熱解干餾室和該裂解室與該燃燒室呈同心圓狀排列。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該主體高為2.0-4.0米。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該熱解干餾室的工作溫度為500℃-600℃，該裂解室的工作溫度為1000℃-1200℃。