[發明專利]生物質富氮熱解聯產含氮化學品與摻氮焦的系統

有效

• 申請號: 201410273571.2
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104099110B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 陳應泉;陳偉;楊海平;王賢華;楊晴;李賦;邵敬愛;張世紅;陳漢平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/00;C10B47/18;C10J3/48;C01B31/02;B01D53/18;B01D53/78
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，用于對生物質進行富氮熱解以聯產含氮化學品和摻氮焦，其特征在于，該系統包括富氮熱解子系統、以及分別與該富氮熱解子系統連接的焦炭摻氮子系統、外源氮素引入子系統和富氮氣體冷凝子系統，其中，

所述外源氮素引入子系統用于向所述富氮熱解子系統和焦炭摻氮子系統引入氮素；

所述富氮熱解子系統用于在無氧條件下促使生物質與所述外源氮素發生反應，以對生物質進行富氮熱解并從而生成焦炭，同時產生熱解氣體；

所述富氮氣體冷凝子系統將從所述富氮熱解子系統產生的熱解氣體進行冷凝分離以富集含氮化學品的液體產物，并將不冷凝的可燃氣體通過燃燒產生熱量后循環通入所述熱解子系統以提供熱解熱量；

所述焦炭摻氮子系統用于對所述富氮熱解子系統產生的焦炭在外源氮素和高溫氣化氣存在的條件下進行處理，以生成摻氮焦。

2.根據權利要求1所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述高溫氣化氣通過生物質在氧氣和水蒸氣兩種氣化劑存在的條件下發生兩級氣化反應而生成。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述外源氮素引入子系統還用于吸收所述富氮熱解子系統在進行富氮熱解中產生的含NO_x煙氣，并將其中的NO_x吸收后排出。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述富氮熱解子系統包括依次相連的熱解進料倉(1)、熱解進料絞龍(2)和富氮熱解絞龍反應器(3)，所述生物質通過所述熱解進料倉(1)進料后利用所述熱解進料絞龍(2)輸送到富氮熱解絞龍反應器(3)中，所述生物質與外源氮素在該富氮熱解絞龍反應器(3)中發生反應，實現富氮熱解，從而生成焦炭和熱解氣體。

5.根據權利要求4所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述富氮熱解子系統還包括通過管道與所述富氮熱解絞龍反應器(3)依次相連的氣體燃燒室(4)、氣體噴射燃燒器(5)和空氣鼓風機(6)，所述富氮氣體冷凝子系統的氣體出口與該氣體燃燒室(4)連通，使得該富氮氣體冷凝子系統的氣體出口流出的不冷凝的可燃氣體通過所述氣體噴射燃燒器(5)在氣體燃燒室(4)中燃燒，產生熱量后通入所述熱解子系統以提供熱解熱量。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述焦炭摻氮子系統包括依次相連的高溫進料絞龍(10)、焦炭摻氮回轉反應器(12)、高溫焦炭密封出料室(15)、以及位于該焦炭摻氮回轉反應器(12)內的含氮氣體噴嘴(13)和高溫氣化氣噴嘴(14)，所述富氮熱解產生的焦炭經該高溫進料絞龍(10)輸送到焦炭摻氮回轉反應器(12)中并與分別通過所述含氮氣體噴嘴(13)和高溫氣化氣噴嘴(14)通入的氮素和高溫氣化氣在其中進行反應，從而形成摻氮焦，并通過所述高溫焦炭密封出料室(15)輸出。

7.根據權利要求6所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述焦炭摻氮子系統還包括焦炭冷卻室(22)和焦炭出料絞龍(29)，其中所述焦炭冷卻室(22)與所述外源氮素引入子系統連接，以用于向其提供用于冷卻的胺水，所述輸出的摻氮焦在焦炭冷卻室(22)通過胺水進行冷卻后通過所述焦炭出料絞龍(29)輸出，所述作為冷卻的胺水受熱后氣化并通過所述含氮氣體噴嘴(13)噴入所述焦炭摻氮回轉反應器(12)內以作為外源氮素。

8.根據權利要求6或7所述的一種用于生物質富氮熱解聯產含氮化學品和摻氮焦的反應系統，其中，所述焦炭摻氮回轉反應器(12)包括內壁周向分布設置有多個檔板(32)的中空筒體，和同軸套設在筒體內的擾流轉子，其中該擾流轉子由擾流轉軸(32)和設置在其上的多個間斷式布置的擾流螺旋葉片(31)組成，通過該擾流轉子和筒體的相向旋轉，使得筒體內的氣化氣和焦炭充分混合，從而氣化氣與焦炭進行強烈換熱，實現摻氮反應。