[發(fā)明專(zhuān)利]一種熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐及反應(yīng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910060349.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109847657B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海平;李建;陳應(yīng)泉;楊晴;張雄;胡俊豪;王賢華;張世紅;陳漢平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/18
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/18;B01J8/22;B01D5/00;C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 武漢東喻專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：包括依次相連的給料器裝置、流化床熱解爐、旋風(fēng)分離器、一級(jí)生物油冷凝箱和二級(jí)生物油冷凝箱；

其中所述給料器裝置包括沿所述流化床熱解爐高度方向上從下到上依次布置的一級(jí)螺旋給料器和二級(jí)螺旋給料器；

所述流化床熱解爐包括依次相連的底部的CO2進(jìn)風(fēng)口、裂解爐豎直爐膛、裂解爐水平爐膛；其中，所述裂解爐豎直爐膛和裂解爐水平爐膛分別安裝有一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管和二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管，用于流入溫度均勻的熔融鹽換熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2流化風(fēng)攜帶的物料進(jìn)行熱裂解；

所述旋風(fēng)分離器位于所述裂解爐水平爐膛的尾部，其下部設(shè)有集焦箱；

所述一級(jí)生物油冷凝箱與所述旋風(fēng)分離器相連，其底部布置有一級(jí)生物油收集箱，用于高沸點(diǎn)生物油收集；所述二級(jí)生物油冷凝箱與所述一級(jí)生物油冷凝箱相連，其底部布置有二級(jí)生物油收集箱，用于低沸點(diǎn)生物油收集；

所述二級(jí)生物油冷凝箱的熱解氣出口通過(guò)部分支路將未冷凝的熱解氣排入所述CO2進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到所述流化床熱解爐，實(shí)現(xiàn)熱解氣的重復(fù)利用。

2.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

所述一級(jí)螺旋給料器用于提供50％～70％的生物質(zhì)物料，而所述二級(jí)螺旋給料器(6)用于提供剩余30％～50％的生物質(zhì)物料，生物質(zhì)物料由對(duì)應(yīng)的所述一級(jí)螺旋給料器(3)、二級(jí)螺旋給料器(6)分別送入所述裂解爐豎直爐膛(9)的下部和上部。

3.如權(quán)利要求2所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

所述給料器裝置還包括一級(jí)料斗、二級(jí)料斗、一級(jí)加熱箱、二級(jí)加熱箱；

所述一級(jí)螺旋給料器、二級(jí)螺旋給料器的進(jìn)料口分別與所述一級(jí)料斗、二級(jí)料斗相連，所述一級(jí)螺旋給料器、二級(jí)螺旋給料器的外部分別套設(shè)所述一級(jí)加熱箱、二級(jí)加熱箱；

所述一級(jí)加熱箱、二級(jí)加熱箱中通入經(jīng)兩級(jí)生物油冷凝箱換熱的高溫導(dǎo)熱油，以實(shí)現(xiàn)物料的干燥。

4.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

多個(gè)所述一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管和二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管分別均勻布置于所述裂解爐豎直爐膛和裂解爐水平爐膛中；

換熱導(dǎo)管內(nèi)的熔融鹽從外部熱源吸收熱量，并由對(duì)應(yīng)熔融鹽換熱導(dǎo)管入口進(jìn)入各自換熱導(dǎo)管，以實(shí)現(xiàn)物料加熱，而換熱完畢的熔融鹽由對(duì)應(yīng)熔融鹽換熱導(dǎo)管出口排出，重新流向外部熱源吸收熱量，實(shí)現(xiàn)循環(huán)過(guò)程。

5.如權(quán)利要求4所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

多個(gè)所述一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管兩端分別設(shè)置共用的一個(gè)一級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口和一個(gè)一級(jí)熱熔融鹽出口；多個(gè)所述二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管兩端分別設(shè)置共用的一個(gè)二級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口和一個(gè)二級(jí)熱熔融鹽出口；

熔融鹽分別從所述一級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口和二級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口進(jìn)入對(duì)應(yīng)熔融鹽換熱導(dǎo)管，經(jīng)充分換熱后從一級(jí)熔融鹽出口和二級(jí)熔融鹽出口流出，回到外部熱源進(jìn)行加熱，加熱完畢的熔融鹽重新循環(huán)至一級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口和二級(jí)熱熔融鹽進(jìn)口。

6.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

所述一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管的溫度高于所述二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管的溫度5％-10％。

7.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

所述一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管和二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管與所述裂解爐豎直爐膛和裂解爐水平爐膛中生物質(zhì)物料顆粒的流動(dòng)方向交叉布置。

8.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

在所述裂解爐豎直爐膛、相對(duì)所述給料器裝置的另一側(cè)上部設(shè)有折煙角，該折煙角用于增強(qiáng)爐腔頂部氣流擾動(dòng)，增強(qiáng)換熱。

9.如權(quán)利要求1所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，其特征在于：

在所述裂解爐豎直爐膛、所述給料器裝置一側(cè)的頂部設(shè)有揮發(fā)分導(dǎo)流板，該揮發(fā)分導(dǎo)流板用于改變揮發(fā)分流向，優(yōu)化爐腔內(nèi)部流場(chǎng)，降低熱解爐高度，節(jié)省基建成本。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐的反應(yīng)方法，其特征在于：

相對(duì)更多的物料由一級(jí)螺旋給料器送入流化床熱解爐的裂解爐豎直爐膛，而剩余的物料由二級(jí)螺旋給料器送入；

物料在兩級(jí)螺旋給料器內(nèi)通過(guò)吸收來(lái)自于兩級(jí)生物油冷凝箱的高溫導(dǎo)熱油的熱量實(shí)現(xiàn)預(yù)熱目的；

預(yù)熱后的物料在由CO2進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的CO2流化風(fēng)的帶動(dòng)下，充分與位于裂解爐豎直爐膛的一級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管和位于裂解爐水平爐膛的二級(jí)熔融鹽換熱導(dǎo)管接觸，實(shí)現(xiàn)熱解過(guò)程；

熱解完畢的產(chǎn)物進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行旋風(fēng)分離，分離出的固體產(chǎn)物冷卻后形成最終焦炭產(chǎn)品，收集在集焦箱中；而氣體產(chǎn)物依次通過(guò)后續(xù)一級(jí)生物油冷凝箱和二級(jí)生物油冷凝箱充分冷凝，在一級(jí)生物油收集箱和二級(jí)生物油收集箱中分別得到高沸點(diǎn)生物油和低沸點(diǎn)生物油；未冷凝的氣體重新通入到CO2進(jìn)風(fēng)口作為流化風(fēng)。