[實(shí)用新型]一種新型生物質(zhì)熱裂解制油裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320672968.X
• 申請(qǐng)日: 2013-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203530235U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳冠益;張梟雄;馬文超;顏蓓蓓;李雁斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10G1/00
• 分類(lèi)號(hào): C10G1/00;C10B53/02;C10B57/00;C10B57/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種以生物質(zhì)為原料進(jìn)行熱裂解制備生物油裝置。

背景技術(shù)

物質(zhì)是后化石時(shí)代唯一一種可通過(guò)有效的化學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的可再生能源。我國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)量巨大，據(jù)可靠統(tǒng)計(jì)，每年的生物質(zhì)能源總量高達(dá)4.87億噸油當(dāng)量，其中，薪柴及木材廢棄物約占1億噸油當(dāng)量，并未得到合理利用。合理有效開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源能從根本上解決我國(guó)現(xiàn)有的能源格局。

我國(guó)的生物質(zhì)資源以秸稈、稻殼、棉花桿等農(nóng)林廢棄物為主，通過(guò)一系列有效方式，如發(fā)酵，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化可將生物質(zhì)有效轉(zhuǎn)化為液體燃料，但是發(fā)酵等過(guò)程生產(chǎn)周期太長(zhǎng)且占地面積大，難以工業(yè)化生產(chǎn)。而熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程生產(chǎn)周期短，產(chǎn)油率高。其中尤其以熱裂解技術(shù)為代表，生產(chǎn)生物油效率高，效果顯著。該技術(shù)是在惰性氣體氛圍中，通過(guò)外部熱能提供木質(zhì)纖維素大分子斷鍵所需熱能，從而使大分子裂解為小分子的過(guò)程。熱裂解生成的生物油蒸汽經(jīng)冷凝可收集到生物油。得到的生物油可用于鍋爐燃料或精細(xì)化工業(yè)原料，經(jīng)升級(jí)改質(zhì)工藝還可精制成為發(fā)動(dòng)機(jī)用燃料、潤(rùn)滑油等高附加值能源產(chǎn)品。熱解過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物燃?xì)饪勺鳛樘烊粴庵苯討?yīng)用，炭可作為燃料燃燒或活性炭產(chǎn)品。

生物油一般是通過(guò)熱解反應(yīng)器制備，有文獻(xiàn)及相關(guān)資料表明，國(guó)內(nèi)外研究人員目前開(kāi)發(fā)并利用的反應(yīng)器有固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器、燒蝕反應(yīng)器、下降管式反應(yīng)器、平行管式反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器等，這些反應(yīng)器都能完成生物質(zhì)的產(chǎn)油過(guò)程，但是都存在一定問(wèn)題。主要原因是由于各反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、傳熱方式以及需要控制的反應(yīng)參數(shù)不同，導(dǎo)致其產(chǎn)油性能、自身能耗及對(duì)原料粒徑的適應(yīng)性有所差異，都有各自無(wú)法彌補(bǔ)的缺陷。目前只有流化床反應(yīng)器具備連續(xù)生產(chǎn)能力，但是流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗能大，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化放大設(shè)計(jì)。專(zhuān)利CN201634633U中提到的流化床反應(yīng)器就存在上述問(wèn)題，其進(jìn)料裝置的連續(xù)性不能保證，另外，由于冷凝方式的不合理也帶了產(chǎn)物收集中額外的耗電量。

作為新能源及可再生能源的應(yīng)用領(lǐng)域，生物油的生產(chǎn)工藝必須滿足節(jié)能減排、安全環(huán)保、清潔高效的連續(xù)生產(chǎn)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種新型生物質(zhì)熱裂解制油裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗能大，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化放大設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種新型生物質(zhì)熱裂解制油裝置，包括裝置本體，所述裝置本體包括進(jìn)料裝置，所述進(jìn)料裝置下方與圓筒反應(yīng)爐相通，所述圓筒反應(yīng)爐外壁設(shè)有溫度控制系統(tǒng)，圓筒反應(yīng)爐內(nèi)通有吹掃系統(tǒng)，反應(yīng)爐出口連接冷凝系統(tǒng)。

所述進(jìn)料裝置為間歇式進(jìn)料器，進(jìn)料器上部設(shè)有進(jìn)料口，進(jìn)料口采用扣環(huán)設(shè)計(jì)，進(jìn)料器內(nèi)設(shè)有活塞，進(jìn)料器與圓筒反應(yīng)爐之間設(shè)有隔板。

所述圓筒反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)置物料床層和催化床層兩層分隔板。

所述圓筒反應(yīng)爐出口段設(shè)置電拌熱。

所述溫度控制系統(tǒng)采用PID系統(tǒng)控制柜，加熱采用熱瓦加熱器程序升溫。

所述冷凝系統(tǒng)采用冷凝醇吸收罐，所述吸收罐由兩級(jí)1000ml洗氣瓶串聯(lián)而成，兩級(jí)洗氣瓶?jī)?nèi)部放置等量的無(wú)水乙醇，洗氣瓶置于0℃水浴鍋中。所述洗氣瓶?jī)?nèi)部放置150～350ml等量無(wú)水乙醇。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本實(shí)用新型固定床熱裂解反應(yīng)器可用于處理所有木屬類(lèi)生物質(zhì)，如秸稈、稻殼、棉花桿、玉米芯、木屑等，對(duì)原料的適應(yīng)性極強(qiáng)。

2、本實(shí)用新型新型固定床反應(yīng)器的熱解制備生物油的收率可達(dá)到45wt%～52wt%（占反應(yīng)進(jìn)料質(zhì)量比例），反應(yīng)的副產(chǎn)物為氣體產(chǎn)物和固體炭產(chǎn)物，其中氣體產(chǎn)物富含CO、H₂和CH₄，可作為天然氣直接使用；固體炭產(chǎn)物燃料或活性炭的制備原料。

3、本實(shí)用新型固定床反應(yīng)器具有催化劑床層，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱解的在線催化提質(zhì)。

4、本實(shí)用新型固定床熱裂解產(chǎn)油技術(shù)采取吸附式冷凝技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速冷凝要求。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)布局合理，能量的利用效率高且保證生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能高效、安全環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型生物質(zhì)熱裂解制油裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、進(jìn)料器；2、圓筒反應(yīng)爐；3、熱瓦加熱器；4、質(zhì)量流量計(jì)；5、保溫層；6、物料床層；7、催化床層；8、連接法蘭；9、熱電偶；10、電伴熱；11、冷凝器；12、氣體收集裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。