[發明專利]生物質與煤共熱解反應器

在審

• 申請號: 201811303709.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109355073A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 李鵬;李相宏
• 申請（專利權）人: 武漢博立達農業科技發展有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/04;C10B51/00;C10B57/02
• 代理公司: 北京景聞知識產權代理有限公司 11742
• 代理人: 李芳

本發明公開了一種生物質與煤共熱解反應器，包括反應器本體，其包括第一生物質熱解筒體、煤熱解筒體和第二生物質熱解筒體，第一生物質熱解筒體上設有第一生物質給料口且底部設有提升氣體入口，煤熱解產生的氣體適于通過提升氣體入口進入到第一生物質熱解筒體內，煤熱解筒體上設有煤給料口，第二生物質熱解筒體上設有第二生物質給料口且頂部設有產物出口，第一生物質熱解筒體和第二熱解筒體的橫截面積均小于煤熱解筒體的橫截面積，第一生物質熱解筒體和煤熱解筒體內分別設有多個蓄熱式輻射管，第二生物質熱解筒體外設有保溫材料件。根據本發明的生物質與煤共熱解反應器，無需對第二生物質熱解筒體提供熱源，提高煤熱解焦油收率。

技術領域

本發明涉及化工、能源技術領域，尤其是涉及一種生物質與煤共熱解反應器。

背景技術

煤炭是世界上探明儲量最為豐富的常規資源之一。作為世界上最大的煤炭生產和消費國，我國的能源結構特點是富煤、貧油、少氣。煤炭的清潔高效利用是國民生產的迫切需求。

同時，我國生物質資源也非常豐富，每年僅農作物秸稈、薪柴、動物糞便和生活垃圾等四類生物質原料的產量就相當于7.8億toe(Ton Oil Equivalent的簡稱，噸油當量)，比我國2000年總能源消耗量的50％還多。生物質作為唯一可以儲存和運輸的可再生能源之一，其在全球產量巨大，分布廣泛，受地域限制較小，可以再生。隨著世界各國對能源節約、環境保護和全球氣候變化等問題的重視，使得可再生能源在能源發展中的戰略地位更加突出，將生物質轉換為高品位的氣體和液體燃料已引起了世界各國的高度重視。

相對于煤炭燃燒、氣化、液化工藝，快速熱解將煤轉化成固態、液態和氣態產品，是實現煤清潔利用的重要方法，也是將生物質轉化為液態燃料及氣體的一種重要途徑。煤是一種貧氫物質，熱解收率低，因此，在對煤熱解過程中通常要采用外加氫氣化的方式提高煤的轉化率，但是一般外加純氫的生產成本較高，尋找一種廉價的氫源成為研究的熱點。生物質作為一種富氫物質，不僅熱解溫度低于煤熱解溫度，先于煤發生熱解，而且富產氫氣，可以作為煤熱解的供氫源，生物油收率高，但氧含量高。為了克服兩者單獨熱解不足，將煤與生物質共熱解氣化，能將兩者熱解氣化過程有效的結合起來，優勢充分發揮，降低成產成本，提高目標產品收率。

目前，從加熱方式來看，國內外現有熱解工藝多采用瓷球以及熱解產物半焦作為固體熱載體，或產物半焦氣化后的煤氣作為氣體熱載體等加熱方式。這種加熱方式涉及到熱載體的加熱、分離等過程，導致系統工藝流程長，系統故障率較高。半焦、瓷球等固體熱載體嚴重影響了熱解爐裝置的處理能力，煤氣等氣體熱載體預熱也存在較大安全隱患。

從反應器類型角度來看，多數采用熱天平、固定床、流化床、氣流床等對生物質與煤共熱解進行研究。根據反應器類型的不同，大致可分為慢速熱解及快速熱解兩種類型，但研究結果鮮少表明兩者之間存在協同作用，主要原因是生物質與煤熱解的溫度區間幾乎沒有重疊，相差100℃以上。對于在熱天平和固定床上進行的慢速熱解反應而言，當煤開始熱解時，生物質已基本熱解完全，生物質中富余的氫不能有效為煤熱解使用，導致很難發生協同作用；而對于在流化床或氣流床上進行的快速熱解而言，快的加熱速率會縮小兩者熱解溫差，但由于兩者密度差及氣流作用，生物質中的富氫也不易轉移到煤熱解油氣中，協同作用亦不明顯。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種生物質與煤共熱解反應器，增加了生物質熱解的處理量。