[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610332305.1
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105778950A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿層層;陳水渺;肖磊;薛遜;吳道洪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10G11/00
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11254
• 代理人: 郝學(xué)江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造屬于生物質(zhì)熱解技術(shù)領(lǐng)域，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的生物 質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)，以制取清潔可燃氣。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能是地球第四大資源，同時也是儲量最大的可再生能源。生物質(zhì)具有分布 廣泛、儲量豐富、可再生性、低污染性等特點，是最具潛力的化石能源替代能源之一。目前， 生物質(zhì)能的能源化利用方式主要以發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣，氣化，快速熱解，炭化為主。其中， 發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣主要應(yīng)用草本植物，該技術(shù)生產(chǎn)周期長，產(chǎn)率較低等缺點限制其發(fā)展； 氣化生產(chǎn)燃氣技術(shù)則由于燃氣熱值低，多應(yīng)用于發(fā)電、工業(yè)供氣方面，有一定的局限性；炭 化技術(shù)得到的產(chǎn)品主要以固體生物炭為主，難以替代化石能源規(guī)模化應(yīng)用；快速熱解是指 在無氧或限氧的條件下，將生物質(zhì)快速升溫至550℃左右，生成生物油、生物炭和熱解氣的 過程。熱解技術(shù)是唯一一種將生物質(zhì)能源直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的技術(shù)。然而，經(jīng)過熱解技術(shù) 得到的生物油組分極為復(fù)雜，pH值較低、含氧量高、熱穩(wěn)定性較差、粘度大等缺點使得生物 油難以直接利用和儲存。此外，生物油的后處理過程復(fù)雜、效果不佳且成本較高，使其難以 工業(yè)化應(yīng)用。因此，如何設(shè)計一種高效除塵、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程都簡單的系統(tǒng)成為本領(lǐng)域 亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計并開發(fā)出一種生物質(zhì)蓄熱式下行床熱解和催化 裂解反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)可進行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解 室進行深度催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大 量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問題，真正實現(xiàn)了生物質(zhì)的清潔高效利用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系 統(tǒng)包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂 解反應(yīng)器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設(shè)置在所述熱解室的 頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻 射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部，每層具有多 根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器橫向?qū)挾? 的2/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述 裂解室；

催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；

連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣， 通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器，所述裂解氣旋風分離器分別與 所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風分離 器連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均 勻，加熱效果好，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為 小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油含塵的問題，真正 實現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，生物質(zhì)利 用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。而且該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固 熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的包括多個孔的孔 帶；或者，所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm， 所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括：氣化爐，所述氣化爐一端與所述蓄熱式 輻射管的燃氣入口相連，另一端與所述半焦輸送裝置相連。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)還可以包括：加料斗；第二進料裝置，其與所述加料 斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；干 燥旋風分離器，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述干 燥旋風分離器相連接。