[發明專利]一種含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置與方法

有效

• 申請號: 201710050291.9
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106753483B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張會巖;祝敏敏;肖睿;陳星
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置，其特征在于：包括進出口依次連接的生物質料斗(1)、催化劑料斗(2)、螺旋式擠壓反應器(4)、產物室(5)、催化劑回收箱(15)和氣體收集裝置及流化床再生反應器(16)；

所述氣體收集裝置包括進出口依次連接的過濾裝置(6)、冷凝裝置(7)及儲氣瓶(8)，所述產物室(5)的上出口與所述過濾裝置(6)的入口相連，所述冷凝裝置(7)的氣相出口與所述儲氣瓶(8)入口相連；

所述產物室(5)的下出口通過振動分離裝置連接所述催化劑回收箱(15)，所述振動分離裝置由分離網和振動裝置同軸連接組成，由振動裝置驅動；所述分離網的網下出口連接所述催化劑回收箱(15)；

所述流化床再生反應器(16)的給料口連接所述催化劑回收箱(15)的底部出口，載氣入口連接所述儲氣瓶(8)的出口；流化床再生反應器(16)的固體出口連接所述催化劑料斗(2)的入口，上部的氣體出口連接所述生物質料斗(1)的通風口；

所述振動分離裝置為呈階梯狀的兩階平行振動分離裝置，上階為一級振動分離裝置，下階為二級振動分離裝置；所述產物室(5)的下出口連接所述一級振動分離裝置的一級分離網(10)，所述一級分離網(10)的網下出口連接催化劑回收箱(15)，網上出口與所述二級振動分離裝置的二級分離網(11)入口相連，二級分離網(11)的網下出口連接催化劑回收箱(15)。

2.根據權利要求1所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置，其特征在于：所述生物質料斗(1)和催化劑料斗(2)的出口分別各自通過螺旋進料器(3)與所述螺旋式擠壓反應器(4)的入口連接，螺旋式擠壓反應器(4)出口與產物室(5)相連；螺旋式擠壓反應器(4)由外加熱系統供熱，內部設有電動機帶動的螺旋葉輪，通過螺旋葉輪的推進、擠壓、攪拌，促進生物質原料與催化劑的混合接觸。

3.根據權利要求1所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置，其特征在于：所述振動分離裝置傾斜設置，傾斜角為20-60°。

4.根據權利要求1所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置，其特征在于：所述分離網的網孔直徑為50目。

5.根據權利要求1所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置，其特征在于：所述流化床再生反應器(16)使用生物質熱解來自儲氣瓶(8)的不冷凝氣體作為載氣，控制載氣流速，維持鼓泡流態化狀態。

6.根據權利要求1至5任一所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、生物質原料催化熱解：

儲存在生物質料斗(1)中的生物質原料和催化劑料斗(2)中的催化劑進入螺旋式擠壓反應器(4)，在螺旋式擠壓反應器(4)中互相擠壓、接觸混合，生物質在催化劑作用下發生催化熱解反應，產生的產物排入產物室(5)；

步驟二、氣相產物過濾冷凝：

產物室(5)中的熱解氣相產物經過過濾裝置(6)過濾除去固體雜質，再經過冷凝裝置(7)冷凝得到芳香烴等液態化學品和富含烯烴的不冷凝氣體，不冷凝的氣體產物進入儲氣瓶(8)，作為富烯烴的可燃氣體儲存起來；

步驟三、固體產物催化劑分離：

產物室(5)中的熱解固體產物通過振動分離裝置分離成粗炭和催化劑，小粒徑的催化劑和小粒徑炭顆粒通過分離網落入催化劑回收箱(15)；大粒徑的炭產物粗炭收集；

步驟四、催化劑回收再生：

催化劑回收箱(15)中的催化劑和小粒徑炭顆粒進入流化床再生反應器(16)，以儲氣瓶(8)中的不冷凝氣體作為載氣，進行燃燒再生后進入催化劑料斗(2)循環使用；燃燒產生的熱煙氣進入生物質料斗(1)用于干燥生物質原料。

7.根據權利要求6所述的含催化劑分離再生的生物質擠壓催化熱解裝置的方法，其特征在于：所述生物質原料是經粉碎的生物質顆粒，所述催化劑顆粒粒徑小于50目。