[發(fā)明專利]一種炭/油/氣聯(lián)產(chǎn)的一體化裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811558879.6
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109456781A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬春元;宋占龍;孫靜;張圣龍;李國棟;劉松;左鵬;曹榮莉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學;濟南祥豐能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10;C01B32/39
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發(fā)明公開了一種炭/油/氣聯(lián)產(chǎn)的一體化裝置及方法，一體化裝置包括炭化活化一體爐，炭化活化一體爐由內(nèi)外套筒組成，外套筒套裝在內(nèi)套筒外，內(nèi)套筒內(nèi)的通道作為煙氣通道，內(nèi)套筒與外套筒之間形成的環(huán)形通道作為物料輸送通道，所述炭化活化一體爐內(nèi)設(shè)有螺旋輸送機，螺旋輸送機的螺旋葉片沿內(nèi)套筒外壁布置在物料輸送通道中；炭化活化一體爐依次分為活化段、熱解段、干燥段，各段上部均設(shè)有氣室，與各氣室連接的外套筒壁均開設(shè)通氣口；煙氣通道的煙氣進口與物料輸送通道的物料進口分別位于炭化活化一體爐的兩端；所述活化段的外套筒壁開設(shè)活化氣進口；熱解段氣室的熱解氣出口連接旋風分離器的進口，旋風分離器的氣相出口連接冷凝器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱解多聯(lián)產(chǎn)即獲取活性炭、生物油、可燃氣等高價值產(chǎn)品的方法及一體化裝置。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，目前全球生物質(zhì)資源有1700億噸，而中國占比30％，可謂資源豐富，然而諸如農(nóng)作物秸稈、果木枝、果核等蘊含高附加值的農(nóng)林廢棄物仍存在利用手段單一、利用率低下的問題，急需實現(xiàn)高值化利用。對此，現(xiàn)有技術(shù)通過熱解手段，將生物質(zhì)制備成木炭、生物油和氣體產(chǎn)物，其中，木炭活化可制備高品質(zhì)活性炭商品產(chǎn)品，氣體產(chǎn)物冷凝可以得到生物油，提取高價值木醋液/煙熏液等商品產(chǎn)品，該技術(shù)無疑可以有效拓展產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈，獲得顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

傳統(tǒng)制取生物質(zhì)熱解產(chǎn)品的工藝為固定床干餾設(shè)備，由加熱爐為干餾反應(yīng)釜提供熱量，物料在固定床內(nèi)完成吸熱、分解、冷卻等過程后得到炭油氣，再通過專門的活化爐，進行下一步的活化處理制得活性炭。該方法存在諸如間歇性生產(chǎn)，物料受熱不均勻，重復性加熱造成能量浪費等問題。因此，一種集物料干燥、熱解炭化、活化一體的，連續(xù)型、運行可靠、節(jié)能環(huán)保的大型商業(yè)生產(chǎn)設(shè)備備受關(guān)注，基于此理念，有不少類似的炭化活化爐的專利申請。

申請?zhí)柗謩e為201110225201.8、201310227577、201410290456.6的專利均提出生物質(zhì)連續(xù)熱解活化系統(tǒng)，但該專利僅專注于活性炭的生產(chǎn)，忽略了對其他熱解產(chǎn)物的利用，產(chǎn)品單一。申請?zhí)枮?01510211087的專利提出熱解炭氣油多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，但沒有活化段，故其得到的熱解炭與活性炭價值相差很大，影響了后續(xù)產(chǎn)品的深度利用。申請?zhí)枮?01210241955的專利提出的連續(xù)式生物質(zhì)熱解炭氣油多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了連續(xù)性生產(chǎn)的可能，可以生產(chǎn)高品質(zhì)的商品活性炭，但該裝置將熱解與活化段分成兩個部分進行，生產(chǎn)線較長易發(fā)生堵塞，同時該系統(tǒng)對于整套系統(tǒng)的熱平衡及余熱利用缺乏系統(tǒng)考慮。申請?zhí)枮?01320171335.0的專利提出了爐型為豎井式，由干燥段、炭化段，活化段、冷卻段、卸料段和若干過渡段組成的一體爐，該系統(tǒng)優(yōu)點是利用了物料自重下落的原理設(shè)計一體爐，結(jié)構(gòu)簡單，但是難以控制調(diào)節(jié)物料運輸速度和在各個階段的停留時間，可控性差，且沒有考慮到熱解多相產(chǎn)物的價值和資源化綜合利用問題。公開號為CN107032351A的專利公開了一種生物質(zhì)熱解制取煙熏液并聯(lián)產(chǎn)活性炭的方法及裝置，有效利用了煙氣能量，但該裝置實際上為分級制造木醋液/煙熏液和活性炭，并沒有真正意義上實現(xiàn)一體化，對于控制物料運輸速度，改變物料停留時間欠缺考慮，且各反應(yīng)室之間為絞龍鏈接，易造成粉塵外泄污染。

綜上所述，目前大多數(shù)的研究者只關(guān)注生物質(zhì)熱解單一產(chǎn)品的生產(chǎn)與實驗，生物質(zhì)熱解產(chǎn)物綜合利用程度較低，而現(xiàn)有的生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，存在余熱利用不足、系統(tǒng)繁瑣、可控性差、環(huán)保性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種炭/油/氣聯(lián)產(chǎn)的一體化裝置，能夠解決余熱利用不足、系統(tǒng)繁瑣、可控性差、環(huán)保性差等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：