[實用新型]生物質-煤耦合熱解系統

有效

• 申請號: 201420133339.4
• 申請日: 2014-03-22
• 公開（公告）號: CN203768294U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 尹春雷;劉力;梁新星
• 申請（專利權）人: 新疆北大青鳥哈密煤化工有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/08;C10B53/02;C10B57/04;C10B57/18;C10L9/02
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技術領域

本實用新型屬于煤化工技術領域。

背景技術

我國的化石能源結構為“富煤、貧油、少氣”，在我國的能源消費結構中，煤約占70%。由于煤的高碳性和目前利用技術的落后，煤在作為主要能源和化工原料的同時也是環境的主要污染源。據中國工程院的資料，2006年，我國排放的SO₂和NO_x的總量達4000萬噸以上，源于燃煤的比例分別為85%和60%，燃煤排放的CO₂和煙塵也分別占到總排放量的85%和70%。一方面由于我國資源稟賦特點，煤炭是能源資源的主要提供者；另一方面由于技術落后，煤炭又是環境生態的主要污染源。基于上述現狀，加強煤的清潔高效利用，發展現代煤化工技術，已經成為人們努力的方向。

低階煤（褐煤/次煙煤）占我國已探明煤炭儲量55%以上，低階煤煤化程度低，蘊藏其中的揮發分相當于1000億噸的油氣資源。由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低、且現有技術無法充分利用其資源價值，導致了煤炭資源的巨大浪費。新疆地區煤炭資源以次煙煤為主，低階煤提質清潔高效利用是充分利用新疆地區煤炭資源的必由之路。

生物質包括農作物秸稈、稻殼、林業加工產生的殘余物等。我國農作物秸稈的年產量約有600Mt，稻殼約50Mt，林業加工殘余物約30Mt，三項總計折合標準煤215Mt。生物質主要化學組分為木質素、纖維素和糖類，能量密度低，不宜貯存和運輸。目前我國生物質大多廢棄或直接燃燒，利用率低，造成資源浪費和環境污染。根據生物質和低階煤的成分特點，將生物質和低階煤共同熱解是近年來煤化工嶄新的研究課題。生物質中氫含量高，如果能夠通過共同熱解促使煤熱解加氫，將會提高揮發分收率，出現1+1>2的效果。然而由于生物質熱解溫度低、熱解速度快，煤熱解溫度高、熱解速度慢，現有技術生物質和煤混合熱解時往往呈現生物質和煤分別熱解的現象，難以實現生物質熱解促使煤熱解加氫的預期。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種生物質-煤耦合熱解系統，通過微生物共同作用生物質和低階煤，促使生物質和低階煤耦合，實現生物質熱解促使煤熱解加氫，同時還可以預先脫硫，避免熱解過程產生二氧化硫。技術方案如下：生物質-煤耦合熱解系統，其特征在于，包括球磨滾筒式生物反應器、捏合機、回轉窯、水分收集裝置和旋轉式干餾爐。

所述球磨滾筒式生物反應器，為一種密閉的球磨滾筒，包括滾筒、混料球、加熱裝置、溫控裝置以及抽氣進氣裝置。所述加熱裝置為均勻纏繞在滾筒外表面的加熱帶。低階煤和生物質進入球磨滾筒式生物反應器后，按照一定球料比加入混料球，轉動滾筒使煤和生物質充分混合。混合均勻后球料分離，取出混料球，然后加入微生物，通入微生物生長所需氣氛，轉動滾筒使微生物對生物質和煤共同作用。該生化反應過程，既可以脫硫，避免后續熱解過程產生二氧化硫；又可以通過微生物對生物質和煤的共同作用，促使生物質和煤耦合，在后續熱解過程中，通過生物質熱解促使煤熱解加氫，提高揮發分收率。生化反應結束后，生物質和煤的混合物通過捏合機制成團塊，捏合過程中可以加入適量粘合劑。

經耦合處理的生物質和煤混合團塊進入回轉窯干燥，生物質和煤混合團塊經回轉窯加熱后去除水分，水分收集后循環使用。

干燥后的生物質和煤混合團塊進入旋轉式干餾爐，生物質和煤混合團塊在干餾爐內被高溫氣體直接加熱，同時干餾爐設有加熱裝置對生物質和煤混合團塊間接加熱。

生物質和煤混合團塊熱解產物為焦、焦油和熱解氣，焦經冷卻后壓餅成塊，制備成型焦作為產品出售。焦油可以再經后續加氫工藝處理制備汽柴油、瀝青等產品。熱解氣可以作為干燥單元和低溫熱解單元的熱源，也可以進一步處理為LNG。

本實用新型的生物質-煤耦合熱解系統，可以促使生物質和煤耦合，既充分利用生物質資源，又在后續熱解過程中，通過生物質熱解促使煤熱解加氫，提煤的高揮發分收率；還可以在前端脫硫，避免在低溫熱解過程中產生二氧化硫，有利于環境保護。

附圖說明

附圖是本實用新型所提供的，生物質-煤耦合熱解系統的示意圖。

附圖標記：1-球磨滾筒式生物反應器，2-捏合機，3-回轉窯，4-水分收集裝置，5-旋轉式干餾爐。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。

生物質-煤耦合熱解系統，包括球磨滾筒式生物反應器1、捏合機2、回轉窯3、水分收集裝置4和旋轉式干餾爐5。