[發(fā)明專利]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（公告）號(hào): CN109847657B
• 公開（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)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J8/18
• 分類號(hào): B01J8/18;B01J8/22;B01D5/00;C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明公開了一種熔融鹽供熱的流化床熱解爐，包括依次相連的給料器、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，給料器由沿?zé)峤鉅t高度方向上布置的兩級(jí)料斗和螺旋給料器構(gòu)成，用于提供物料；流化床熱解爐由CO2進(jìn)風(fēng)口、裂解爐豎直爐膛和裂解爐水平爐膛構(gòu)成，其內(nèi)部布置有熔融鹽換熱導(dǎo)管，用以實(shí)現(xiàn)物料的裂解；旋風(fēng)分離器用于分離固氣產(chǎn)物，得到熱解炭，而兩級(jí)生物油冷凝箱用于分級(jí)冷凝不同沸點(diǎn)的生物油；未冷凝的氣體輸入到CO2進(jìn)風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；生物油冷凝釋放的熱量用于干燥原料，實(shí)現(xiàn)余熱利用。本發(fā)明裝置以熔融鹽精確控制爐內(nèi)溫度，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的高效分離，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)熱解領(lǐng)域，具體涉及一種熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐及反應(yīng)方法。

背景技術(shù)

流化床反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)物料顆粒呈現(xiàn)流態(tài)化狀態(tài)，在此狀態(tài)下反應(yīng)物料顆粒呈現(xiàn)出流體的特性。當(dāng)流體通過床層速度合適范圍內(nèi)時(shí)，物料顆粒懸浮于床層中，且呈現(xiàn)不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，隨著流體速度增加顆粒不規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，當(dāng)流體通過床層速度增加到一定值時(shí)，物料顆粒出現(xiàn)松動(dòng)，顆粒之間距離增加，床層體積開始膨脹。

常規(guī)流化床熱源通常來自電爐或者高溫?zé)煔鈸Q熱，而工業(yè)應(yīng)用中以電換熱經(jīng)濟(jì)性交差，煙氣自身比熱容較小經(jīng)過換熱后溫度降幅較大，不能穩(wěn)定均勻的實(shí)現(xiàn)反應(yīng)爐供熱。

現(xiàn)有技術(shù)專利CN107723017A公開了一種流化床熱解爐，包括爐腔，所述爐腔內(nèi)部設(shè)置有高溫?zé)煔馔ㄟ^的內(nèi)部換熱管，所述爐腔設(shè)置有外部導(dǎo)流管，所述外部導(dǎo)流管與數(shù)數(shù)內(nèi)部換熱管相連通，所述爐腔底部設(shè)置有輸入惰性氣體到爐腔的進(jìn)氣口。

以上裂解爐由高溫?zé)煔夤幔浔葻崛葺^低，爐內(nèi)溫度均勻性差，無法實(shí)現(xiàn)流化床爐腔內(nèi)部溫度精準(zhǔn)控制；同時(shí)僅設(shè)置一級(jí)給料，給料壓力大，物料爐內(nèi)分布不均勻；此外流場(chǎng)設(shè)計(jì)不合理，物料爐內(nèi)停留時(shí)間短，熱裂解不充分，需要研發(fā)一種新型供熱介質(zhì)的熱裂解反應(yīng)爐。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)以上缺陷或改進(jìn)需求中的至少一種，本發(fā)明提供了一種熔融鹽供熱的流化床熱解反應(yīng)爐，設(shè)置兩級(jí)給料口，實(shí)現(xiàn)均勻給料，通過設(shè)置豎直、水平兩段裂解反應(yīng)區(qū)間，實(shí)現(xiàn)物料充分裂解，通過分級(jí)冷凝，實(shí)現(xiàn)不同液體產(chǎn)物的富集，優(yōu)選通過熔融鹽換熱導(dǎo)管交叉流布置、溫差設(shè)置，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)溫度精準(zhǔn)控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了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。

優(yōu)選地，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、二級(jí)螺旋給料器分別送入所述裂解爐豎直爐膛的下部和上部。

優(yōu)選地，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；