[發明專利]能量自給的生物質熱解系統和方法

有效

• 申請號: 201310095402.X
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103146403A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 陳群;劉嘉;李彥;王淑娟;趙博;禚玉群;陳昌和
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B49/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 賈玉姣;宋合成

1.一種能量自給的生物質熱解系統，其特征在于，包括：

進料裝置，所述進料裝置用于輸入生物質原料；

熱解裝置，所述熱解裝置與所述進料裝置相連以將所述生物質原料進行熱解；

分離冷卻裝置，所述分離冷卻裝置與所述熱解裝置相連以接收并分離所述熱解裝置輸出的焦炭和熱解氣；

空氣煙氣組件，所述空氣煙氣組件與所述分離冷卻裝置相連以將所述熱解氣和預熱后的空氣燃燒并分別反饋至所述進料裝置和所述熱解裝置中；

發電動力組件，所述發電動力組件與所述空氣煙氣組件相連以將所述熱解氣和預熱后的空氣燃燒的熱量轉換成機械能且補充所述熱解裝置、分離冷卻裝置的動力源。

2.根據權利要求1所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述進料裝置包括：

用于輸入生物質原料的進料倉；

落料倉，所述落料倉位于所述進料倉的底部，所述落料倉內設有往復推進結構以對所述生物質原料連續給料；和

進料室，所述進料室與所述落料倉連接以接收所述落料倉輸送的生物質原料，其中所述進料室設有與所述空氣煙氣組件連通的低溫煙氣入口。

3.根據權利要求2所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述進料倉和所述落料倉之間具有可樞轉的隔板。

4.根據權利要求2所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述熱解裝置包括：

內爐筒，所述內爐筒可繞其軸向旋轉，所述內爐筒的爐頭與所述進料室密封連接；

外爐筒，所述外爐筒同軸地套設在所述內爐筒的外部且與內爐筒通過襯環密封，所述外爐筒固定安裝，所述外爐筒爐尾處設有高溫煙氣入口且爐頭處設有廢煙氣出口。

5.根據權利要求4所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述內爐筒的爐頭通過轉動襯環與所述進料室密封連接。

6.根據權利要求4所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述內爐筒被構造成其中心軸線沿從爐頭向爐尾的方向向下傾斜延伸。

7.根據權利要求6所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述內爐筒的爐頭與爐尾之間的高度差H與所述內爐筒的內徑d的關系為：H/d=0.1-1.5。

8.根據權利要求6所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述內爐筒沿其軸向的長度L與其內徑d的關系為：L/d=5-15。

9.根據權利要求6所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述內爐筒的內壁上設有多條沿徑向凸出的肋片，所述肋片沿徑向凸出的高度h與所述內爐筒的內徑d的關系為：h/d=1/15-1/5，且所述肋片的長度延伸方向與所述內爐筒的中心軸線之間的夾角為0-60°。

10.根據權利要求9所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述多條肋片包括沿所述內爐筒內壁的周向均勻布置的3-12條肋片。

11.根據權利要求4所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述外爐筒的內壁與所述內爐筒的外壁之間的間隙s與所述內爐筒的內徑d的關系為：s/d=1/12-1/5。

12.根據權利要求4所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述熱解裝置還包括：

齒輪，所述齒輪套設在所述內爐筒的兩端，其中所述內爐筒由齒輪傳動驅動旋轉。

13.根據權利要求4-12中任一項所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述分離冷卻裝置包括：

冷卻上段，所述冷卻上段內限定出冷卻上腔室，所述冷卻上腔室與所述內爐筒的爐尾密封連接，且所述冷卻上腔室的頂部形成有熱解氣出口；

冷卻下段，所述冷卻下段設在所述冷卻上段的底部且限定出與所述冷卻上腔室連通的冷卻下腔室，所述冷卻下腔室的底部形成有焦炭出口；以及

冷卻換熱器，所述冷卻換熱器設在所述冷卻下腔室內。

14.根據權利要求13所述的生物質熱解系統，其特征在于，所述冷卻上腔室形成為矩形體，所述冷卻下腔室的底部的橫截面形成為倒截錐形。