[發明專利]氣固聯合生物質分區控速熱解系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201210516892.1
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103013542A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王子兵;李立新;褚麗珍
• 申請（專利權）人: 王子兵;李立新;褚麗珍
• 主分類號: C10B49/10
• 分類號: C10B49/10;C10B53/02;C10B57/08;C10B57/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氣固聯合生物質分區控速熱解系統，包括生物質原料整備設備、生物質熱解設備、產品采收設備和廢氣處理設備，其特征在于：生物質熱解設備包括干燥清灰爐、次中溫熱解爐和中溫熱解爐，生物質熱解時先后分別進入所述三個設備分區熱解。

2.根據權利要求1所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統，其特征在于：所述的次中溫熱解爐采用惰性固體物作為載熱質。

3.根據權利要求1所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統，其特征在于：所述的生物質原料整備設備包括生物質破碎設備和生物質成型機，生物質破碎設備是粉碎機或磨碎機；所述次中溫熱解爐采用惰性固體載熱球作為載熱質；所述生物質熱解設備還包括熱風爐、惰性球加熱爐、熱煙氣風機和輸送煙氣的相應風管，熱風爐通過輸出風管連接中溫熱解爐和惰性載熱球加熱爐；惰性載熱球加熱爐中的惰性球加熱后通過惰性載熱球加熱爐和次中溫熱解爐之間的輸送道進入次中溫熱解爐，降溫后的惰性固定球通過輸送道回到惰性載熱球加熱爐；惰性球加熱爐和干燥清灰爐之間設有輸送低溫煙氣的風管，該風管上設有熱煙氣風機以加壓低溫煙氣進入干燥清灰爐；所述產品采收設備包括熱解氣處理系統、儲氣柜和生物質焦炭冷卻爐；熱解氣處理系統包括降溫除塵設備和除焦油、木醋液設備；熱解氣處理系統的輸入風管分別與次中溫熱解爐和中溫熱解爐相連接，輸出風管與儲氣柜相連接，其中輸出風管上設有煤氣風機；熱解氣處理系統還設有排除木焦油和木醋液的管道；廢氣處理設備包括煙氣凈化器，煙氣凈化器輸入風管和干燥清灰爐相連接，輸出風管和排煙裝置相連接，其中輸出風管上設置廢氣引風機。

4.根據權利要求1或2或3所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統，其特征在于：所述的次中溫熱解爐下部設有球體生物質分離裝置，對次中溫熱解爐中放熱后的惰性固體載熱球與生物質原料進行分離。

5.根據權利要求1或2或3所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統，其特征在于：所述次中溫熱解爐中所述的惰性固體物或固體球具有一定粒徑。

6.根據權利要求4所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統，其特征在于：所述次中溫熱解爐中所述的惰性固體物或固體球具有一定粒徑。

7.一種氣固聯合生物質分區控速熱解系統的使用方法，其特征在于：所述方法包括原料整備進料階段、生物質熱解階段與產品采收出料階段，依次包括以下步驟：

原料整備進料階段：生物質原料首先進入所述生物質破碎設備進行破碎，破碎后的生物質進入所述生物質成型機按規定的粒徑及形狀進行原料成型；

生物質熱解階段：成型后的生物質進入生物質熱解階段，分別經過干燥清灰爐、次中溫熱解爐、中溫熱解爐，其中干燥清灰爐排出的廢氣經凈化后放散，次中溫熱解爐和中溫熱解爐產生的煙氣進入熱解氣處理系統；

產品采收出料階段：次中溫熱解爐和中溫熱解爐產生的熱解氣在煤氣風機作用下進入熱解氣處理系統進行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進入儲氣柜儲存；熱解后的生物質進入生物質焦炭冷卻爐進行汽化冷卻，最終形成生物質焦炭成品。

8.根據權利要求7所述的氣固聯合生物質分區控速熱解系統使用方法，其特征在于：所述的生物質熱解階段是將生物質熱解過程從裝置上分為三個階段，在三個不同的裝置中進行，依次包括以下步驟：

第一階段為干燥清灰階段：生物質破碎成型后在干燥清灰爐進行干燥清灰，干燥介質為載熱球加熱爐排出的低溫熱煙氣，傳熱方式為順流式對流傳熱，熱煙氣在干燥清灰爐中放熱后攜帶生物質中蒸發出的水蒸氣及粉塵形成廢氣排出，并經煙氣凈化器凈化后，由廢氣引風機形成排煙排入大氣；

第二階段為次中溫熱解階段：干燥后的生物質進入次中溫熱解爐，并在次中溫條件下熱解，次中溫加熱爐中采用一定粒徑的惰性固體載熱球做為載熱質對生物質進行加熱；惰性固體載熱球在惰性球加熱爐中被來自熱風爐的高溫煙氣加熱到規定的溫度后，進入次中溫熱解爐主體段的混料器與生物質混合傳熱，惰性固定載熱球球體與生物質順流流動，二者先快速傳熱，后溫和傳熱，傳熱方式以輻射及接觸導熱為主，使熱解溫度相對恒定于規定的溫度范圍內，以提高液態產品產率；放熱降溫后的載熱球與生物質分離，并輸送回熱風爐進行再熱，以循環利用；次中溫加熱爐下部設計有球體生物質分離裝置，對生物質及載熱質進行分離；次中溫熱解階段產生的熱解氣體在煤氣風機產生的負壓作用下引出，次中溫熱解氣態產物不再經過中溫熱解區，而是直接進入熱解氣處理系統進行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進入儲氣柜儲存，次中溫熱解避免了熱解產物通過高溫區發生二次裂解，以獲得較高的液態產品產率；

第三階段為中溫熱解階段：次中溫熱解后的生物質進入中溫熱解爐進行進一步熱解，所述中文熱解爐中采用熱風爐產生的高溫煙氣做為載熱質，載熱質與生物質逆流換熱，由于生物質中溫熱解需要的熱量不多，所以進入熱解煤氣的熱煙氣量不多；中溫熱解階段產生的熱解氣也在煤氣風機作用下進入熱解氣處理系統進行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進入儲氣柜儲存。