[發明專利]一種立式攪拌研磨熱解裝置

在審

• 申請號: 202010053473.3
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111117672A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李斌;趙立軍;劉東京;王爽;徐志祥
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/02;C10G1/02;B01F13/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種立式攪拌研磨熱解裝置，包括熱解反應器，環繞熱解反應器的外部套有高溫煙箱，通過向高溫煙箱內輸入高溫煙氣，進而使熱解反應器達到熱解所需要的溫度；熱解反應器內部有攪拌軸和研磨介質；生物質顆粒被給入熱解反應器后，通過攪拌軸的攪拌葉輪配合研磨介質對熱解反應器內的生物質顆粒進行研磨并充分熱解，顆粒表面迅速升溫熱解炭化并釋放出揮發分，表面炭在研磨介質的碰撞、剪切作用下被研碎，促使新鮮生物質表面暴露出來快速熱解，循環往復直至生物質顆粒完全熱解破碎。本發明可實現大顆粒生物質的直接快速熱解液化，顯著降低生物質破碎預處理的成本，裝置簡單，易于放大，技術經濟性好。

技術領域

本發明屬于生物質能技術領域，尤其涉及一種立式攪拌研磨熱解裝置。

背景技術

生物質快速熱解液化技術可得到更高產率的生物油，與原料生物質相比，生物油的能量密度大大提高，運輸成本大幅下降，有利于進一步集中規模化煉制，對于實現生物質高效轉化與高值化利用有重要意義。

要實現生物質顆粒的快速熱解，也即實現生物質顆粒的高的升溫速率，這就要求生物質的顆粒粒徑非常小，從而使得外部熱量能夠快速傳遞到生物質顆粒內部，這對生物質的粉碎預處理提出了很高的要求。以流化床快速熱解液化技術為例，生物質的入爐顆粒尺寸一般要求在2-3mm。而考慮到生物質特殊的纖維結構，其極難粉碎，粉碎過程的耗時長、能耗高，這對生物質快速熱解液化技術的經濟性十分不利。

生物質快速熱解液化過程中熱量的有效供給也是當前該技術發展中面臨的重要問題。考慮到熱解過程是吸熱的，如何將外部熱量快速、有效地傳遞到熱解爐內是保障生物質顆粒快速升溫快速熱解的關鍵，特別是在熱解技術放大應用時，熱量快速、有效供給已成為限制生物質快速熱解液化技術應用的重要瓶頸。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提出了一種立式攪拌研磨熱解裝置，通過在熱解反應器中引入研磨介質，并利用攪拌葉輪旋轉帶動研磨介質運動，不僅可顯著強化熱解反應器內的傳熱傳質速率，而且可通過熱解和研磨同步進行實現大顆粒生物質的直接快速熱解液化，其結構簡單，操作方便，技術經濟性好，有很好的應用前景。

發明所采用的技術方案如下：

一種立式攪拌研磨熱解裝置，包括熱解反應器，環繞熱解反應器的外部套有高溫煙箱，通過向高溫煙箱內輸入高溫煙氣，進而使熱解反應器達到熱解所需要的溫度；所述熱解反應器內部有攪拌軸，且熱解反應器內部填充有研磨介質；通過攪拌軸的攪拌葉輪配合研磨介質對熱解反應器內的生物質顆粒進行研磨并熱解，生物質顆粒表面迅速升溫熱解炭化并釋放出揮發分，表面炭在研磨介質的碰撞、剪切作用下被研碎，促使新鮮生物質表面暴露出來快速熱解，循環往復直至生物質顆粒完全熱解破碎。

進一步，所述煙箱內部為自下往上的環形通道，高溫煙箱的底部設有高溫煙氣入口，高溫煙箱的頂部設有煙氣出口。

進一步，所述研磨介質單獨采用卵石、鋼球、陶瓷球或硅球；

進一步，在研磨過程中，選擇多種直徑規格的研磨介質進行混合使用，采用不同尺寸的研磨介質搭配使用可以增大研磨介質與生物質顆粒之間的接觸，提高研磨、熱解的效率；

進一步，所述研磨介質的直徑為5-100mm；

進一步，所述熱解反應器的頂部設有生物質入口、研磨介質入口以及熱解揮發分和熱解焦的出口；

進一步，所述熱解反應器的底部設有多孔篩板，從而更好地將熱解反應器1內的熱解焦排出；

進一步，所述攪拌軸上設有攪拌葉輪，攪拌葉輪可以采用螺旋式、盤式、棒式和葉輪式。

本發明的有益效果：