[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的方法與裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010529817.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111876170A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;劉東京;趙立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C10B53/00
• 分類號(hào): C10B53/00;C10G25/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的方法與裝置，生物質(zhì)在二氧化碳?xì)夥障聼峤獠⒁胙趸}基吸附劑；所述氧化鈣基吸附劑與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣釋放出大量熱量為熱解過(guò)程供熱；所述氧化鈣與熱解揮發(fā)分中的類二氧化碳組分反應(yīng)生成碳酸鈣實(shí)現(xiàn)生物油原位脫氧；所述碳酸鈣與生物質(zhì)焦經(jīng)旋風(fēng)分離送入煅燒爐在空氣氣氛下煅燒分解生成氧化鈣后送入熱解爐循環(huán)利用；生物質(zhì)熱解溫度為500?700℃；碳酸鈣煅燒分解溫度為800?950℃。本發(fā)明將生物質(zhì)熱解過(guò)程與氧化鈣碳酸化反應(yīng)有機(jī)結(jié)合，利用氧化鈣碳酸化反應(yīng)為生物質(zhì)熱解過(guò)程供熱以實(shí)現(xiàn)自熱熱解，且氧化鈣還可將生物油中的氧以二氧化碳的形式原位脫除，從而提升生物油品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的方法與裝置。

背景技術(shù)

生物質(zhì)熱解過(guò)程是一個(gè)吸熱反應(yīng)過(guò)程，通常需要外部熱源持續(xù)供熱以維持生物質(zhì)在某個(gè)穩(wěn)定溫度下熱解，特別是以生物油為目標(biāo)產(chǎn)物的生物質(zhì)快速熱解液化過(guò)程，要求生物質(zhì)顆粒的升溫速率很快。一方面，可以通過(guò)減小生物質(zhì)的顆粒尺寸來(lái)提高其升溫速率，另一方面，保證熱量的快速供給與高效傳遞也是必要因素。

然而，常規(guī)的間接加熱式熱解爐，外部熱量需要通過(guò)熱解反應(yīng)器壁面向反應(yīng)器內(nèi)傳輸，如何將外部熱源傳遞給反應(yīng)器壁面的熱量進(jìn)一步有效傳遞至反應(yīng)器內(nèi)部或中心去，特別是在技術(shù)放大后反應(yīng)器的體積大大增加，這將直接影響反應(yīng)器內(nèi)部的溫度分布情況以及熱解產(chǎn)物的組成與品質(zhì)。目前，熱解過(guò)程熱量的快速有效供給已成為限制熱解技術(shù)放大應(yīng)用的一個(gè)重要瓶頸。

另外，生物質(zhì)快速熱解的主要產(chǎn)物生物油是一種高度含氧的有機(jī)混合物，其品質(zhì)品位不高，具有酸性強(qiáng)、粘度大、熱值低和熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，極大限制了其進(jìn)一步推廣利用，對(duì)生物油進(jìn)行脫氧提質(zhì)已成為生物油高值化利用的一個(gè)重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提出了一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的方法與裝置，本發(fā)明利用氧化鈣基吸附劑與二氧化碳反應(yīng)放熱在爐內(nèi)原位為熱解過(guò)程供熱，并將生物油中的氧以二氧化碳的形式原位脫除，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的自熱熱解及生物油的原位脫氧提質(zhì)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的裝置，包括熱解爐，所述熱解爐的固體進(jìn)口端連接料倉(cāng)，所述熱解爐的氣體出口端連接旋風(fēng)分離器；旋風(fēng)分離器的固體出口端連接煅燒爐的固體進(jìn)口端，所述旋風(fēng)分離器的氣體出口端和煅燒爐的煙氣出口端分別連接換熱器，所述換熱器內(nèi)置CO₂通道和空氣通道；所述CO₂通道和空氣通道的出口端分別連接熱解爐的進(jìn)氣端和煅燒爐的進(jìn)氣端；通過(guò)熱解爐內(nèi)氧化鈣碳酸化反應(yīng)為生物質(zhì)熱解供熱實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的自熱熱解，同時(shí)利用氧化鈣原位吸收生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的類二氧化碳物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)生物油的脫氧

進(jìn)一步，所述熱解爐采用流化床熱解爐，且熱解爐的固體進(jìn)口端分別連接生物質(zhì)料倉(cāng)和氧化鈣料倉(cāng)；

進(jìn)一步，所述換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，第一換熱器的熱解氣流進(jìn)口端與旋風(fēng)分離器的氣體出口端相連通，第二換熱器的煙氣進(jìn)口端與煅燒爐的煙氣出口端相連通；分別利用熱解氣和煙氣對(duì)CO₂氣流和空氣進(jìn)行預(yù)熱；

進(jìn)一步，所述煅燒爐為L(zhǎng)oop-seal型燃燒爐、固定床或流化床類燃燒爐；

進(jìn)一步，所述第一換熱器和第二換熱器為管殼式換熱器。

一種生物質(zhì)自熱熱解及生物油原位脫氧的方法，生物質(zhì)在二氧化碳?xì)夥障聼峤獠⒁胙趸}基吸附劑；所述氧化鈣基吸附劑與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣釋放出大量熱量為熱解過(guò)程供熱；所述氧化鈣基吸附劑與熱解揮發(fā)分中的類二氧化碳組分反應(yīng)生成碳酸鈣實(shí)現(xiàn)生物油原位脫氧；所述碳酸鈣與生物質(zhì)焦經(jīng)旋風(fēng)分離送入煅燒爐在空氣氣氛下煅燒分解生成氧化鈣后送入熱解爐循環(huán)利用；所述生物質(zhì)熱解溫度為500-700℃；所述碳酸鈣煅燒分解溫度為800-950℃。