[實用新型]一種豎置對輥式生物質熱解反應器

有效

• 申請號: 201420090715.6
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN203754639U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 董長青;葉小寧;張潤禾;陸強
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;華北電力大學蘇州研究院
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于生物質能利用技術領域，具體涉及一種豎置對輥式生物質熱解反應器。

背景技術

生物質熱解是指在完全缺氧或有限供氧條件下，使生物質受熱分解形成氣液固三相產物的過程；在不同的熱解反應條件下，生物質可以轉化為不同的熱解產物，從而作為燃料或化工原料進行廣泛使用。

至今為止，國內外各科研單位已經開發了多種不同的生物質熱解工藝技術；要實現這些工藝技術，其核心都在于熱解反應器。反應器的類型和工作特性，直接決定了可以實現的生物質熱解技術種類以及熱解產物品質，同時也決定了熱解過程能耗、裝置處理能力等影響熱解技術工業應用的關鍵因素。由于生物質是一種熱的不良導體，為了實現生物質的充分熱解，一般可以采用以下三大手段：（1）延長熱解反應時間，使生物質充分熱解；但該處理方式一般無法實現快速熱解的工藝技術，而且能效也較低；（2）采用小顆粒的生物質原料，便于其在熱解反應器內的傳熱傳質；但該處理方式會增加原料的預處理成本；（3）通過特定方式對生物質原料進行強制換熱；該處理方式不僅可以大幅提高反應器的處理效率，而且也無需苛刻的原料預處理要求，但需要設計特定結構的反應器。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種豎置對輥式生物質熱解反應器。

本實用新型提供了一種豎置對輥式生物質熱解反應器，該反應器包括：

進料口、驅動系統、密封反應室、高溫換熱盤管、多級齒輪式傳熱壓輥、多級光滑傳熱壓輥、氣相產物出口、固相產物出口；所述的多級齒輪式傳熱壓輥沿進料口垂直方向自上而下成對布置，壓輥運轉豎直切向與原料傳輸方向相同，最上面為一級齒輪式傳熱壓輥I，自上而下依次為二級齒輪式傳熱壓輥II，······，末級齒輪式傳熱壓輥N；所述多級光滑傳熱壓輥在末級齒輪式傳熱壓輥之下，在垂直方向上自上而下成對布置，最上面為一級光滑傳熱壓輥i，向后依次為二級光滑傳熱壓輥ii，······，末級光滑傳熱壓輥n；其中，N、n均為大于等于1的整數。例如，末級齒輪式傳熱壓輥N為I級、II級、III級或者X級甚至XX級；末級光滑傳熱壓輥n為i級、ii級、iii級或者x級甚至xxx級。

其中多級齒輪式傳熱壓輥與多級光滑傳熱壓輥與置于密封反應室之外的驅動系統相連；每級傳熱壓輥結構相同，均為中空裝置，內部布置高溫換熱盤管，用于加熱輥表面。

優選地，多級齒輪式傳熱壓輥中每對壓輥齒輪之間的間隙在1mm-5cm之間可調。

優選地，多級光滑傳熱壓輥中每對壓輥之間的間隙在0.1mm-1cm之間可調。

優選地，多級齒輪式傳熱壓輥的轉速分別在1-60r/h之間可調。例如，轉速為30r/h或者40r/h。

優選地，多級光滑傳熱壓輥的轉速分別在1-120r/h之間可調。例如，轉速為45r/h或者88r/h。

多級齒輪式傳熱壓輥和多級光滑傳熱壓輥中每對輥的中心線相重合，并和進料口的中心線相重合。

反應器在工作過程中，固體生物質原料依靠自身重力和對輥擠壓作用自上而下運行，并在此過程中完成熱解反應。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型所述的豎置對輥式生物質熱解反應器，生物質原料經進料口進入反應器內部后，依靠重力下落至一級齒輪式傳熱壓輥的兩輥間隙中，在輥壓傳動作用下和高溫輥面接觸，實現強制破碎和熱解，經歷熱解反應后的固體殘渣，繼續依靠重力落至二級齒輪式傳熱壓輥的兩輥間隙中，并進一步發生強制破碎和熱解。生物質原料經歷多級齒輪式傳熱壓輥的強制輥壓傳熱后，殘渣落至光滑傳熱壓輥的兩輥間隙中，依靠光滑輥面的大面積接觸，完成徹底的熱解以及焦炭的破碎，從而實現生物質的高效熱解并獲得粉末狀的焦炭產物。該裝置的主要優點包括：（1）依靠高溫壓輥的強制輥壓換熱，實現生物質的高效快速熱解；并配合重力作用下的自由降落，完成物料的移動，從而無需外界動力或載氣實現物料的移動；（2）對生物質原料有著極強的適應性，且原料無需粉碎預處理；齒輪式傳熱壓輥可用于處理大尺寸且不規則的生物質原料，例如棒狀的玉米稈和玉米芯等，通過輥壓和強制傳熱，破壞原料的纖維結構，使其快速粉碎并發生熱解反應；而光滑傳熱壓輥可用于處理細小顆粒的原料，通過大面積的輥壓，使物料迅速徹底完成熱解反應，同時獲得細小的焦炭顆粒；（3）反應條件靈活可控，通過控制傳熱壓輥內部高溫換熱盤管中的介質溫度，可控制輥面溫度，進而控制熱解反應溫度；通過控制每對壓輥的間隙以及輥壓轉速，可以控制生物質熱解反應的程度。

附圖說明

圖1——本實用新型的豎置對輥式生物質熱解反應器的結構示意圖。

圖中標號：