[發(fā)明專利]移動式秸稈熱解制備液體燃料的裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410659408.X
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104479719A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭昊坤;楊帆;邵靜怡;張會巖;肖睿
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種移動式秸稈熱解制備液體燃料的裝置，其特征在于：該裝置包括：

秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I，用于從農(nóng)田中收集經(jīng)過初期收割的秸稈，同時對秸稈進行粉碎及干燥預處理；

秸稈熱解及產(chǎn)物分離收集系統(tǒng)II，用來對秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I處理后的秸稈顆粒進行熱解，對生成的產(chǎn)物氣進行除塵與冷凝處理，最終得到液體燃料；

移動式車載系統(tǒng)III，用于搭載秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I及秸稈熱解及產(chǎn)物分離收集系統(tǒng)II，并實現(xiàn)移動功能，從而使裝置具有良好的移動性；

其中：

秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I包括順序串聯(lián)連接的斜板式收集器(1)、粉碎機(2)、干燥器(3)、緩沖儲存罐(4)，其中斜板式收集器(1)在伸開時向下傾斜，達到能與地面接觸的長度；

秸稈熱解及產(chǎn)物分離收集系統(tǒng)II包括熱解反應(yīng)器(5)、產(chǎn)物氣旋風分離器(6)、旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)、冷凝器(8)、產(chǎn)物回料器(9)、煙氣旋風分離器(10)、煙氣回料器(11)、尾氣處理裝置(12)、產(chǎn)物儲存罐(13)、集成式電子前端控制器(14)、給料及載氣供給器(15)，其中給料及載氣供給器(15)的入口與緩沖儲存罐(4)的出口相連，熱解反應(yīng)器(5)的入料口與給料及載氣供給器(15)的出口相連，熱解反應(yīng)器(5)的產(chǎn)物氣出口與產(chǎn)物氣旋風分離器(6)相連，產(chǎn)物氣旋風分離器(6)產(chǎn)物氣出口與旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)相連，旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)出口與冷凝器(8)相連，冷凝器(8)產(chǎn)物出口與產(chǎn)物儲存罐(13)相連，產(chǎn)物儲存罐(13)下部的取油口即為液體燃料出口，產(chǎn)物儲存罐(13)的上出口為不可冷凝氣體出口；產(chǎn)物氣旋風分離器(6)下出口與產(chǎn)物回料器(9)相連；熱解反應(yīng)器(5)煙氣出口與煙氣旋風分離器(10)相連，煙氣旋風分離器(10)上出口與尾氣處理裝置(12)相連，煙氣旋風分離器(10)下出口與煙氣回料器(11)相連，煙氣回料器(11)出口與熱解反應(yīng)器(5)的煙氣回料口相連，集成式電子前端控制器(14)分別控制斜板式收集器(1)、粉碎機(2)、干燥器(3)、熱解反應(yīng)器(5)、旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)、冷凝器(8)、尾氣處理裝置(12)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式秸稈熱解制備液體燃料的裝置，其特征在于：所述的熱解反應(yīng)器(5)分為燃燒床和熱解床，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置連接燃燒?床和熱解床的導向管，導向管插入燃燒床內(nèi)，在燃燒床底部導向管開槽，燃燒床與導向管形成環(huán)隙料腿；熱解床出口設(shè)置產(chǎn)物氣旋分離器(6)，其與產(chǎn)物回料器(9)之間的立管在運行時形成顆粒密封，防止燃燒氣和熱解氣互串。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式秸稈熱解制備液體燃料的裝置，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)外形為圓柱體，內(nèi)部由下至上布滿細小的通道，在電機的帶動下旋轉(zhuǎn)，當熱解氣進入旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)的細小通道時，由于力的作用，灰塵下落，經(jīng)底部斗清除出除塵器，熱解氣從上出口離開旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式秸稈熱解制備液體燃料的裝置，其特征在于：移動式車載系統(tǒng)III是一個車輛搭載裝置，由車輪及軸支撐起底盤，底盤上搭載秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I與秸稈熱解及產(chǎn)物分離收集系統(tǒng)II的各部件，其中底盤的前端連接板體可伸縮的斜板式收集器(1)，板體伸開后，向下方傾斜至能與地面接觸的長度。

5.一種如權(quán)利要求1所述的移動式秸稈熱解制備液體燃料的方法，其特征在于，該方法將秸稈等生物質(zhì)在惰性床料作用下置于熱解反應(yīng)器中進行快速加熱升溫至500-600℃熱解生成熱解蒸氣，產(chǎn)物氣經(jīng)除塵與冷凝，可獲得高品質(zhì)的生物油，煙氣中夾帶的顆粒分離后全部返回燃燒床，實現(xiàn)循環(huán)利用；具體包括如下步驟：

首先，由秸稈收集與前端處理系統(tǒng)I處理好的秸稈顆粒加入至給料及載氣供給器(15)，由載氣帶動秸稈顆粒，將其從底部加入熱解反應(yīng)器(5)，在常壓、溫度為500-600℃和惰性床料作用下進行熱解；產(chǎn)物氣經(jīng)熱解反應(yīng)器(5)產(chǎn)物氣出口通向產(chǎn)物氣旋風分離器(6)，產(chǎn)物氣旋風分離器(6)出來的氣體經(jīng)旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)除塵，產(chǎn)物氣夾帶的顆粒被進一步除去，再經(jīng)冷凝器(8)冷凝得到液體燃料，流向產(chǎn)物儲存罐(13)中作為生物油儲存，并可在下部的取油開口處取得；不可冷凝氣體進入一部分進入給料及載氣供給器(15)用作載氣，一部分可再次進入熱解反應(yīng)器(5)中利用；產(chǎn)物氣中夾帶的床料和焦炭固相物質(zhì)化被分離進入產(chǎn)物回料器(9)，然后被回料至熱解反應(yīng)器(5)；

煙氣經(jīng)熱解反應(yīng)器(5)煙氣出口通向煙氣旋風分離器(10)，經(jīng)過旋風分離器的除塵去除大部分顆粒后，氣體由上出口進入尾氣處理裝置(12)，顆粒物質(zhì)經(jīng)由下出口進入煙氣回料器(11)，最終返回燃燒床實現(xiàn)循環(huán)利用；

集成式電子前端控制器(14)控制斜板式收集器(1)的板體伸縮、粉碎機(2)、旋轉(zhuǎn)式除塵器(7)的電機開關(guān)與轉(zhuǎn)速，以及干燥器(3)、熱解反應(yīng)器(5)、冷凝器(8)、尾氣處理裝置(12)中氣體、液體物質(zhì)的流速、溫度、壓強及成分的變化情況。