[發明專利]一種生物質純氧自熱-熱解系統

在審

• 申請號: 202310605743.0
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116478738A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李建;付文;代正華;亞力昆江·吐爾遜;鐘梅;白小薇
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;C10J3/72;C10J3/36;C10J3/20;C10J3/82;C10J3/84;C10K1/04
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本發明用于生物質熱解技術領域，尤其涉及一種生物質純氧自熱?熱解系統，包括熱解爐熱解系統，熱解油冷凝系統，熱解氣回流系統，純氧輸送系統，所述熱解爐系統用于生物質進行熱解；熱解爐為頂端為進料口，上端設有兩處揮發分輸出端，下方設有熱解氣輸入端，底端設有閘閥階段性排出灰渣。氧氣通過傘形噴頭均勻通入燃燒區與熱解炭發生氧化反應釋放熱量。熱解油冷凝系統與揮發分輸出端連接，用于熱解油冷凝收集，熱解油冷凝系統出口與熱解氣回流系統相連，最終與熱解氣輸入端相連接以達到循環利用的目的。純氧輸送系統則通過給熱解爐燃燒區供應氧氣以實現自熱。本發明實現了生物質自熱熱解，節省了能耗，同時熱解氣余熱回收利用，節省載氣并大幅提高熱解氣有效成分。

技術領域

本發明屬于生物質熱解技術領域，尤其涉及一種生物質的純氧自熱-熱解系統。

背景技術

現有的熱解爐一般采用普通空氣和氧氣混合形成純氧來為熱解提供熱量以實現自熱。然而，空氣中氮氣含量在78%以上，因此只要通入空氣便意味著通入氮氣。熱解氣中加入氮氣便會降低熱解氣的品質，使其熱值降低，且用于分離時所需能耗較大，而空氣中的氮氣是作為載氣通入還會帶走部分熱量，引入熱解系統后還會造成氮化物污染，對環境和設備損害也相當嚴重。因此，需提供一種既能保證熱解系統能夠自熱運行，又能保證熱解氣中無效含量少的熱解工藝。

專利CN?212504714?U中公開了一種煤的富氧熱解裝置，該裝置通過加入部分氧氣后，助燃氣體中氮含量由78%降低到了30%～45%，大大降低了富氧煤氣中的無效成分，使熱解爐中產生的煤氣的品質得到了提升，但仍含有30%～45%的氮含量。

有鑒于此，有必要對現有技術中生物質的富氧自熱-熱解工藝予以改進，以提高生物質熱解過程中熱解氣的熱值。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中生物質的富氧自熱-熱解工藝中熱解氣有效成分低的問題，提供了一種生物質的純氧自熱-熱解系統。

實現本發明的技術方案如下：

一種生物質的純氧自熱-熱解系統，包括解爐熱解系統，熱解油冷凝系統，熱解氣回流系統，純氧輸送系統；

（1）所述熱解爐熱解系統用于生物質進行熱解，爐內分為干燥區，熱解區和燃燒區，原料從螺旋進料器運輸至熱解爐頂端進料倉，經過干燥區干燥，后進入熱解區進行熱解，熱解得到的揮發分分別從兩處揮發分輸出端流出，經過冷凝塔冷凝后得到熱解氣，熱解氣由熱解爐下端的熱解氣輸入口作為載氣流入，之后攜帶揮發分流出，以此循環使系統持續運行。氧氣從傘形噴頭均勻噴出與燃燒區熱解炭發生氧化反應釋放熱量供熱解區熱解，底端設有閘閥，階段性排出灰渣至灰倉。

（2）所述純氧輸送系統通過氧氣輸送管路延伸至熱解爐內，氧氣通過傘形噴頭均勻流入熱解爐燃燒區發生氧化反應釋放熱量。

（3）所述熱解油冷凝系統由揮發分輸出端接入經過冷凝塔后冷凝得到熱解油。

（4）所述熱解氣回流系統是冷凝完之后得到熱解氣經過熱解氣回流管路，之后通入熱解爐的熱解氣輸入端，作為熱解載氣攜帶揮發分流出，再次經過冷凝系統后得到熱解氣，以此循環使用。

更進一步的，所述純氧輸送系統包括空氣分離器，氧氣儲存罐，氮氣儲存罐，調節閥，氣泵和若干傘形噴頭，所述空氣分離器將氧氣從空氣中分離出來，所述氧氣儲存罐用于儲存氧氣，所述氮氣儲存罐用于儲存分離完氧氣后的剩余氣體，可進一步利用，所述氣泵用于將氧氣儲存罐儲存的氧氣輸送至若干傘形噴頭，所述傘形噴頭用于將氧氣均勻噴入燃燒區。

更進一步的，所述空氣分離器分離出的氧氣直接通入熱解爐燃燒區，所述氧氣濃度為100?vol.%。

更進一步的，所述熱解氣回流系統包括三通，切斷閥，氣泵，調節閥和單向閥，所述三通與切斷閥用于熱解氣流量較大后收集熱解氣，所述氣泵用于調節熱解氣回流速率，所述調節閥用于控制熱解氣流量，所述單向閥用于防止熱解氣逆流。