[發明專利]一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統及方法

有效

• 申請號: 202010166585.X
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111396887B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 代華明;朱惠薇;王欣怡;張冰倩;陳先鋒
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/44;F23G5/50;F23J1/06;F23J15/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

1.一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于:包括自動進料口、固體燃料熱分解室、多孔介質高溫裂解室；

所述自動進料口、固體燃料熱分解室和多孔介質高溫裂解室順序連接，固體燃料分解室和所述多孔介質高溫裂解室以及兩者之間的連通段底部從上到下依次設有濾灰層和儲灰倉；所述多孔介質高溫裂解室內設有雙層式多孔介質層、第二自動點火裝置以及旋轉攪動器，所述旋轉攪動器設置在所述多孔介質高溫裂解室底部位于所述濾灰層上方，所述的多孔介質高溫裂解室內有溫度檢測裝置和氣體濃度檢測裝置；雙層式多孔介質包括上部的泡沫陶瓷層和下部的氧化鋯小球層，所述泡沫陶瓷層和下部的氧化鋯小球層和下部的氧化鋯小球層的高度比例為1：1，所述旋轉攪動器與氧化鋯小球層接觸，帶動氧化鋯小球層的小球360°旋轉；

空氣/O₂輸送管給所述固體燃料分解室補充氧氣，所述多孔介質高溫裂解室頂部設有高溫煙氣輸送管，所述高溫煙氣輸送管分別連通固體燃料分解室頂部和高溫煙氣處理室。

2.根據權利要求1所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于：所述固體燃料熱分解室內設有第一自動點火裝置，生物質燃料通過所述自動進料口輸送至所述固體燃料熱分解室中，所述第一自動點火裝置點燃所述生物質燃料，固體燃料熱分解室內還設有旋風攪流裝置，所述旋風攪流裝置對所述固體燃料熱分解室中的氣流進行攪動。

3.根據權利要求1所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于：所述自動進料口和所述固體燃料熱分解室之間設有螺旋傳送管，所述螺旋傳送管一端連接風機1供風，另一端連接至固體燃料熱分解室。

4.根據權利要求1所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于：所述固體燃料分解室和所述多孔介質高溫裂解室以及兩者之間的連通段中依次設有高溫陶瓷過濾膜和干燥層，所述固體燃料分解室的產物依次通過高溫陶瓷過濾膜和干燥層后進入多孔介質高溫裂解室。

5.根據權利要求1所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于：所述儲灰倉內設有吸灰機，下部分分別連接至煙灰輸送管道和二氧化碳濾氣層，所述二氧化碳濾氣層連接二氧化碳處理室，經過所述二氧化碳處理室處理后純二氧化碳可通過二氧化碳輸送管輸送至所述多孔介質高溫裂解室為該系統提供保護氣，所述的煙灰輸送管道內設有抽灰動力裝置。

6.根據權利要求1所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應系統，其特征在于：所述泡沫陶瓷層采用的是10PPI的氧化鋯泡沫陶瓷，所述氧化鋯小球層的氧化鋯小球直徑為3-5mm。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種多孔燃燒回熱循環式生物質熱解反應的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1.將生物質燃料投放到自動進料口，通過螺旋傳送管進入固體燃料熱分解室，第一自動點火器點燃燃料；

步驟S2.燃料在固體燃料熱分解室內燃燒，風機供風，空氣/O₂輸送管根據需要補充氧氣，旋風攪流裝置攪動氣流，使燃料燃燒更加均勻充分；

步驟S3.揮發性氣體和揮發性焦油通過高溫陶瓷過濾膜，干燥層進入多孔介質高溫裂解室內，旋轉攪動器攪動氧化鋯小球，在多孔介質中燃燒產生的高溫煙氣一部分通過高溫煙氣輸送管進入固體燃料熱分解室，另一部分通過高溫煙氣輸送管進入高溫煙氣處理室轉化為熱能進行發電供暖制冷；

步驟S4.固體燃料熱分解室中燃燒中產生的小分子顆粒煙灰通過濾灰層進入儲灰倉，接著通過煙灰輸送管道運至肥料儲存室；

步驟S5.二氧化碳氣體通過二氧化碳濾氣層進入二氧化碳處理室，可通過二氧化碳輸送管為該系統提供保護氣。