[發(fā)明專利]自加熱式垂直軸流滾筒燒蝕熱解反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110258037.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113025354B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易維明;柏雪源;柳善建;李志合;李永軍;趙安
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/02;C10B47/18;C10B47/44;C10B57/10;C10B57/18
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 程強(qiáng)強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種自加熱式垂直軸流滾筒燒蝕熱解反應(yīng)裝置，其屬于再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。包括殼體和設(shè)在殼體內(nèi)部的反應(yīng)筒，反應(yīng)筒內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端通過皮帶連接有變頻電機(jī)，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，殼體外部設(shè)有一級螺旋送料器和二級螺旋送料器，一級螺旋送料器的出料端連通二級螺旋送料器的進(jìn)料端，二級螺旋送料器的出料端連通反應(yīng)筒的上部。本發(fā)明的有益效果為：提高熱解效率，反應(yīng)過程中不需要載氣的推動和熱載體的加熱，極大的降低了對載氣的加熱和冷卻負(fù)荷。實(shí)現(xiàn)熱解過程的自加熱，充分實(shí)現(xiàn)能量的有效利用。不同的錐角可以自適應(yīng)物料大小的變化，可熱解粉末狀、粒狀等生物質(zhì)原料，更好的實(shí)現(xiàn)氣固分離和生物質(zhì)的熱解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱解反應(yīng)裝置，尤其涉及一種自加熱式垂直軸流滾筒燒蝕熱解反應(yīng)裝置，其屬于再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物質(zhì)熱解是在微氧或無氧的氣氛下使生物質(zhì)發(fā)生熱分解生成可冷凝揮發(fā)成分(生物油)、不可冷凝小分子氣體(不冷凝氣)和固體產(chǎn)物生物炭的技術(shù)，可將農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高價值的生物油，是一種非常有前景的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)。針對生物質(zhì)熱解液化技術(shù)而言，生物質(zhì)熱解液化制取生物油的熱解反應(yīng)器多種多樣，但要生產(chǎn)高質(zhì)量生物油，生物質(zhì)熱解反應(yīng)器形式的選擇是生物質(zhì)熱解裝置的核心和關(guān)鍵，不僅要求具有良好的傳熱傳質(zhì)效果，還要求設(shè)備結(jié)構(gòu)要求簡單、運(yùn)行可靠。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出了多種熱解裝置，比較典型的有加拿大Ensyn和Dynamotive公司分別建立了日處理量75t和200t的流化床熱解示范工廠。荷蘭BTG公司建立了處理能力為2噸/小時的旋轉(zhuǎn)錐熱解裝置。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)建設(shè)了2套萬噸級/年產(chǎn)能的裝置。

生物質(zhì)熱解裝置主要包括下降管式反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和燒蝕反應(yīng)器等。下降管式反應(yīng)器是通過電加熱的方式，讓陶瓷球等作為熱載體加熱生物質(zhì)在V型下降管中進(jìn)行熱解，產(chǎn)生氣固液三相產(chǎn)物，熱解后熱載體再通過提升機(jī)返回加熱器加熱。熱載體即提供了熱量又增強(qiáng)顆粒間的流動性和傳熱性能。然而其存在問題是消耗高品質(zhì)能源-電能，且熱效率較低。

流化床反應(yīng)器也是用熱載體，熱載體在流化床內(nèi)流態(tài)化加熱后，經(jīng)流化風(fēng)吹入熱解區(qū)將熱量傳遞給生物質(zhì)進(jìn)行熱解。該反應(yīng)器不含運(yùn)動部件，工作可靠性大。存在的問題是流化風(fēng)量較大，能量損失多。

燒蝕熱解工作原理是生物質(zhì)顆粒在轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的作用下貼合反應(yīng)器壁面，通過外源加熱使生物質(zhì)顆粒在反應(yīng)器壁面上發(fā)生熱解，熱解產(chǎn)生的油氣從反應(yīng)器上部排出，經(jīng)過噴淋冷凝后得到生物油和不可冷凝氣，產(chǎn)生的生物炭排在熱解器底部。與其他熱解反應(yīng)器相比燒蝕熱解反應(yīng)器較大的優(yōu)點(diǎn)是能夠熱解較大顆粒的生物質(zhì)原料，運(yùn)行能耗低，加熱速率快。但是傳統(tǒng)的燒蝕熱解反應(yīng)器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速較快，對材料和軸承的要求較高；熱解不充分，原料浪費(fèi)率高；通過電加熱的方式，消耗高品質(zhì)能源。

現(xiàn)有的專利號為CN201710330577.2公開了反應(yīng)同心旋轉(zhuǎn)式熱解反應(yīng)器，其中煙氣折流板結(jié)構(gòu)雖然可提高的高溫廢煙氣的熱量，提高了能量的利用效率，但未設(shè)計催化劑重整裝置，熱解產(chǎn)生的生物油或熱結(jié)氣可能在選擇性和產(chǎn)率上存在問題。

現(xiàn)有的專利號為CN201710330591.2公開了新型雙旋轉(zhuǎn)式生物質(zhì)熱解液化系統(tǒng)，利用廢熱煙氣干燥物料，炭灰及不凝氣的可燃成分加熱熱載體，熱載體與物料在反應(yīng)筒中均勻混合，發(fā)生熱解反應(yīng)，提高了熱解轉(zhuǎn)化效率，但缺少生物質(zhì)物料的烘焙裝置，降低了生物油或其他熱解產(chǎn)物的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種自加熱式垂直軸流滾筒燒蝕熱解反應(yīng)裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種自加熱式垂直軸流滾筒燒蝕熱解反應(yīng)裝置，包括殼體和設(shè)在殼體內(nèi)部的反應(yīng)筒，所述反應(yīng)筒內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上端通過皮帶連接有變頻電機(jī)，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，所述殼體外部設(shè)有一級螺旋送料器和二級螺旋送料器，所述一級螺旋送料器的出料端連通二級螺旋送料器的進(jìn)料端，所述二級螺旋送料器的出料端連通反應(yīng)筒的上部。