[發明專利]一種生物質氣炭聯產反應器及其反應方法

有效

• 申請號: 201911040637.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110628445B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 蓋希坤;劉萬鵬;李音;邸婧;陳莉鐫;楊瑞芹;單勝道
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/02;C10B49/18;C10B49/20;C01B32/39;C01B32/336
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀

本發明提出了一種生物質氣炭聯產反應器及其反應方法，包括內部若干個對稱排布的下行床熱解區以及從上到下依次排列且一體成型的氣固分離區、活性炭活化區和二次熱解反應區，所述活性炭活化區分別與氣固分離區和二次熱解反應區連通，所述下行床熱解區的頂部穿出氣固分離區設置且左右兩側對稱設置有熱載體進料口和原料進料口，所述下行床熱解區的底部位于二次熱解反應區內且與二次熱解反應區內部連通，所述二次熱解反應區底部設置有流化風入口，所述二次熱解反應區的上部設置有活化氣體入口，所述氣固分離區上設置有活性炭出口，所述氣固分離區內設置有旋風分離器，借此，本發明在一體化設備內部實現氣炭聯產，生產中熱值燃氣和高品質活性炭。

技術領域

本發明屬于生物質利用技術領域，特別涉及一種生物質氣炭聯產反應器。

背景技術

目前，生物質能是可再生能源組成部分，秸稈、稻殼、果殼等均屬于生物質，生物質能的開發利用為能源和生態問題的解決提供了一條新的思路，現有技術在中，對生物質原料多采取直燃發電和熱解等方式進行處理，然而生物質原料的熱值較低，水分含量高，大范圍原料收儲運成本較高，直燃發電項目受制于原料收集成本而規模較小，導致直燃發電項目效率較低，而且秸稈內含有的堿金屬會隨煙氣腐蝕鍋爐，也會造成煙氣處理系統中的SCR催化劑中毒，從而使生物質電廠大氣污染物的超低排放成本過高，針對此問題出現了生物質氣炭聯產技術，相較于直燃方式而言，不僅更為環保高效，而且還能產出生物質活性炭、燃氣或蒸汽等可利用資源，一舉多得，項目經濟效益顯著。

但是，現有技術方案中雖然對對生物質熱解氣化制燃氣或者合成氣、生物質制活性炭均有大量的研究，但是大多都是通過多個設備組合實現的，因此通過設備一體化實現氣炭聯產，產生具有較高熱值的燃氣和高品質活性炭，特再提供了一種新型氣炭聯產反應器及其反應方法，用于在一體化設備內部實現氣炭聯產，生產中熱值燃氣和高品質活性炭。

發明內容

本發明提出一種新型氣炭聯產反應器及其反應方法，用于在一體化設備內部實現氣炭聯產，生產處熱值燃氣和高品質活性炭。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種生物質氣炭聯產反應器，其特征在于，包括內部若干個對稱排布的下行床熱解區以及從上到下依次排列且一體成型的氣固分離區、活性炭活化區和二次熱解反應區，所述活性炭活化區分別與氣固分離區和二次熱解反應區連通，所述下行床熱解區的頂部穿出氣固分離區的頂部設置且左右兩側對稱設置有熱載體進料口和原料進料口，所述下行床熱解區的底部位于二次熱解反應區內且與二次熱解反應區內部連通，所述二次熱解反應區底部設置有流化風入口，所述二次熱解反應區的上部設置有活化氣體入口，所述氣固分離區上設置有活性炭出口，所述氣固分離區內設置有旋風分離器，所述旋風分離器頂部穿出氣固分離區的頂部設置，所述旋風分離器的底部位于二次熱解反應區內。

熱載體和生物質原料顆粒分別從熱載體進料口和原料進料口進入到下行床熱解區內部并逐漸下落；生物質顆粒與熱載體在下行床熱解區內下落的過程中充分接觸并發生快速熱解反應生成氣固混合的高溫油氣和生物質熱解半焦及熱載體的混合物；氣固混合的高溫油氣和生物質熱解半焦及熱載體的混合物通過下行床熱解區底部落入二次熱解反應區內的鼓泡床熱解區內，高溫油氣在鼓泡床熱解區內發生二次熱解生成燃氣，生物質熱解半焦與熱載體的混合物在二次熱解反應區內發生分離；活化氣體從流化風入口輸送到風室內，風室將活化氣體輸送到鼓泡床熱解區內并與產生的燃氣進行混合；燃氣與活化氣體混合后逐步從二次熱解反應區流動到活性炭活化區,再從活性炭活化區流動到氣固分離區；流動到氣固分離區內的燃氣與活化氣體的混合氣體經過旋風分離器的分離，產生細粉顆粒和中熱值燃氣，其中，中熱值燃氣通過中熱值燃氣出口排出，細粉顆粒逐步落入到二次熱解反應區內；分離后熱載體留在鼓泡床熱解區內以鼓泡床的形式存在，生物質熱解半焦從二次熱解反應區流動到活性炭活化區；活化氣體從活化氣體入口流入到活性炭活化區，與流入到活性炭活化區內的生物質熱解半焦接觸活化生成活性炭；生成的活性炭從活性炭出口排出，在一個設備內即可產生活性炭又可以產生燃氣，使得生物質氣炭聯產的實現更加方便迅速。