[發明專利]一種生物質燃料制備系統及工藝

在審

• 申請號: 202210702286.2
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115007063A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王勛
• 申請（專利權）人: 無錫市檢驗檢測認證研究院
• 主分類號: B01J2/00
• 分類號: B01J2/00;C10L5/44;C10L9/00;C10L9/08
• 代理公司: 無錫經誠知識產權代理事務所(普通合伙) 32504
• 代理人: 吳仁芬

本發明提供了一種生物質燃料制備系統，包括依次連接的預處理裝置、水熱碳化反應器、固液分離器、后處理裝置、熱氣源裝置，所述水熱碳化反應器和固液分離器之間還設有循環補給裝置，所述水熱碳化反應器前端還設置有螺旋進料器。生物質原料依次經過粉碎機、旋風分離器、除塵裝置、入水熱碳化反應器、固液分離器和后處理裝置處理，最終形成生物質顆粒物用于燃料。用該系統制備的生物質顆粒具有較大的比表面積，有利于提高反應效率；水熱碳化反應器內設有螺旋攪拌器和曝氣裝置使得顆粒物與熱水、熱氣混合更加充分；固液分離器可以實現固液分離及干燥處理，減少后處理干燥壓力，產物含水率更低，熱值更高。

技術領域

本發明涉及生物質能源技術領域，尤其涉及一種生物質燃料制備系統及工藝。

背景技術

能源供應是社會進步和經濟增長的重要物質保障。化石燃料消耗量日益增加和其不可再生特性，一方面造成嚴峻的能源短缺問題，另一方面帶來嚴重的環境污染和氣候變化問題，這將威脅到社會的發展和人類的生存。

我國風能和太陽能發電技術發展極快，但風能和光伏受制于自然資源穩定性較差，對電網負荷穩定有一定負面影響，只能作為間歇性的低碳能源，水電和核電受水力資源和核安全因素影響，發展空間有限。國外燃煤發電廠通過多年摸索與實踐證明，采用生物質固體顆粒燃料替代煤炭，是煤電減碳清潔升級改造最可靠的方案，同時也是生物質能源化利用效率最高的方案。

與化石燃料相比，生物質具有高水分含量、低能量密度、親水特性和植物纖維韌性難研磨等特性，這些生物質原材料的固有特性極大的限制了生物質燃料的大規模使用。生物質中的高水分降低了工藝效率并增加了燃料生產成本。同時高水分含量導致自然分解，造成生物質燃料質量損失和存儲困難，之外高水分也導致生物質物理、化學和微生物特性中存在不確定性。為了克服這些挑戰并使生物質適合能源化大規模應用，必須對原材料進行預處理。

有鑒于此，有必要對現有技術中的生物質燃料制備技術予以改進，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的一在于公開一種生物質燃料制備系統，該系統能夠在預處理時對生物質進行粉碎、細化處理，然后經過水熱碳化反應后，由固液分離器和后處理裝置進行兩次干燥處理后，最終得到生物質顆粒物用作燃料。

為實現上述目的，本發明提供了一種生物質燃料制備系統，包括依次連接的預處理裝置、水熱碳化反應器、固液分離器、后處理裝置、熱氣源裝置，所述水熱碳化反應器和固液分離器之間還設有循環補給裝置，所述水熱碳化反應器前端還設置有螺旋進料器；所述預處理裝置內有粉碎機和旋風分離器，以及位于旋風分離器上方的除塵裝置；所述循環補給裝置內設有循環泵、反滲透膜組及加熱換熱器。

在一些實施方式中，所述旋風分離器和除塵裝置連通，所述旋風分離器下方接口連接至粉碎機進料口。

在一些實施方式中，所述水熱碳化反應器頂部設有電機，所述電機連接有螺旋攪拌器并延伸至水熱碳化反應器內部，所述水熱碳化反應器底部設有曝氣裝置。

在一些實施方式中，所述熱氣源裝置分別連接至旋風分離器進口、水熱碳化反應器進口、固液分離器出液口和洗滌口、后處理裝置。

本發明的目的二在于公開一種生物質燃料制備工藝，通過粉碎、旋風分離后再次粉碎處理，得到細化之后的生物質再經過水熱碳化處理，兩次干燥后造粒制備成生物質顆粒燃料，工藝過程高效，資源可循環利用。

為實現上述目的，本發明提供了一種生物質燃料制備工藝，包括以下步驟：

步驟一：將生物質原料加入至預處理裝置進行預處理，所述預處理為生物質原料依次經過粉碎機粉碎、旋風分離器分離和除塵裝置除塵處理；

步驟二：經預處理后的生物質通過螺旋進料器進入水熱碳化反應器內反應，旋風分離器下方出料再次返回至粉碎機內處理；