[發明專利]生物質多聯產制備生物油、活性炭和可燃氣的裝置與方法

無效

• 申請號: 201410161166.1
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103923673A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張會巖;褚軍濤;肖睿
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及生物質資源利用領域，具體涉及生物質多聯產制備生物油、活性炭和可燃氣的裝置。

背景技術

隨著社會經濟的發展，人類消耗了越來越多的能源，造成化石資源日益枯竭。我國的能源結構中85%以上為煤、石油、天然氣等化石能源，化石能源的大量使用，一方面產生了嚴重的環境污染問題，比如溫室效應、酸雨、霧霾等；另一方面，我國每年需進口大量的石油和天然氣，不僅花費大量外匯，而且能源安全存在隱患。新能源可以緩解能源供應緊張的局面，還可以實現CO₂等溫室氣體的零排放，進而減輕日益嚴重的溫室效應，也可以減少造成酸雨的SO_X和NO_X的排放。因此，發展和利用新能源關系到社會和經濟的可持續發展。

新能源是指傳統能源之外的各種能源形式，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、核能和生物質能等。其中生物質能有其特有的優越性：無污染，生物質燃燒產生的SOX和NOX較少，排放的二氧化碳相當于生長時吸收的二氧化碳，對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應；總量十分豐富，生物質能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣，我國農業廢棄物每年產量高達7億噸，隨著農林業的發展,生物質資源還將更多。因此，大力開發生物質能是我國解決環境問題，改善能源結構的重要措施之一。

近年來，生物質快速熱裂解來制備生物質燃料技術得到了迅猛地發展，該方法能夠將生物質高效轉化為易儲存、易運輸、能量密度高的燃料。生物質熱解是指生物質在無氧或缺氧的條件下加熱分解，最終生成生物炭、生物油和可燃氣的過程。然而，傳統的生物質熱解方式存在諸多缺點，比如難以做到對原料內部直接進行加熱，傳統的加熱方式只能由表及里地對原料進行加熱，原料由于受熱不均而影響最終產物的產量和品質，倘若實現對原料內外均勻地加熱，便可以顯著地改善熱解工藝，提高技術水平；目前大多數工藝在熱解之前需要對原料進行破碎處理，將大塊的物料破碎成為細小的顆粒，并且隨著破碎顆粒粒徑減小，加工費用也急劇增加，由此造成生產成本的上升，倘若能夠實現免破碎預處理的熱解工藝，便可以降低生產成本；此外，目前大多數熱解工藝的熱解裝置都需要載氣以實現床料流化和快速加熱，但是載氣的存在一方面會增加加熱和冷卻耗能，另一方面由于載氣會夾帶炭粒進入產物中，降低了生物油的品質。

發明內容

技術問題：針對現有技術的不足，本發明一種生物質多聯產制備生物油、活性炭和可燃氣的裝置及方法。

發明內容：為解決上述技術問題，本發明提供了一種生物質多聯產制備生物油、活性炭和可燃氣的裝置，該裝置將生物質預處理裝置與油、炭、氣多聯產裝置連成一體；該裝置包括原料切割裝置、物料輸送帶、過濾網、遮雨蓋、料倉、臥式爐排爐微波熱解裝置、第一旋轉式密封裝置、第二旋轉式密封裝置、多孔金屬過濾裝置、冷凝裝置、儲氣瓶、儲油罐、活性炭儲存箱、氣固換熱器；

原料切割裝置的上部設有入料口，底部安裝有物料輸送帶，并與料倉連通；料倉通過進料密封器與臥式爐排爐微波熱解裝置相連，

臥式爐排爐微波熱解裝置的末端出口上部通過多孔金屬過濾裝置與冷凝裝置相連，末端出口下部通過出料密封器與氣固換熱器相連通；

氣固換熱器尾部連有活性炭儲存箱；冷凝裝置的上部出口連有儲氣瓶，下部出口連有儲油罐；泵將儲油罐內的油壓送至冷凝裝置；風機驅動空氣經過氣固換熱器加熱后進入物料輸送帶。

臥式爐排爐微波熱解裝置為熱解裝置，包括入料密封器、出料密封器、微波發生器、傳送帶裝置、外殼體；臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋的內側沿物料運動方向均勻布置三排微波發生器，爐壁為隔絕微波的材料。

由入料口、原料切割裝置、物料輸送帶、過濾網、遮雨蓋、料倉組成了原料處理系統，用于同時進行原料切割和干燥處理。

原料為各種生物質，包括農田秸稈、草本植物、木料、水生植物、中藥煉制殘渣、纖維乙醇煉制殘渣以及其它含碳垃圾中的任一種或其任一組合。

本發明還提供了一種生物質多聯產制備生物油、活性炭和可燃氣的方法，該方法包括如下步驟：

原料由入料口落入原料切割裝置內，原料切割裝置的左端下部連接有物料輸送帶，物料輸送帶底部通入溫度較高的空氣，對物料進行干燥處理，尾氣經過過濾網排入大氣，物料進入料倉后再落入入料密封器的一個料倉中，隨著入料密封器的運轉，隔板不斷地旋轉，裝有物料的料斗轉離入口位置，此時物料繼續落入另一個料斗中，直到料斗轉至出口位置時，物料落入臥式爐排爐微波熱解裝置中，由此不斷循環即可實現密封和入料；