CN101016467B - 生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法 - Google Patents

生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法 Download PDF

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Abstract

生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法属生物质热解液化技术领域。其要解决的技术问题：对生物质热解液化过程中的产物综合利用，达到物尽其用、减少污染、提高能源利用率，降低设备运行成本的目的。其技术要点：将生物质热解液化物中的热解炭粉分离出来，作为燃料进行流化燃烧；分离后的混合气体中可冷凝的蒸汽部分经喷淋冷凝成生物油，冷却后再作为冷凝剂对以后进入冷凝器的混合气体进行喷淋；不能冷凝的热解可燃气，送入热解床对生物质和热载体进行流化和热解；富余的热解可燃气作为燃气发电机发电的动能。将燃烧尾气中的热载体和炭粉分离出来，分别作为热交换体和肥料，燃烧尾气作为生物质原料烘干的温度和提升到热解床的动能。

Description

生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法
技术领域：本发明涉及一种生物质热解液化技术，特别是一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法。
背景技术：生物质包括各类农作物秸秆和其它农林残余废弃物等。生物质热解液化是指在完全缺氧或氧含量很少的情况下生物质原料快速受热而热解为一种混合蒸汽以及少量的热解炭粉，把混合蒸汽迅速冷凝而成为一种称为生物油的初级液体燃料，而不能冷凝的那部分气体称为热解可燃气。生物质热解液化设备可以分为两大类：一类是流化床式的，生物质颗粒和热载体主要依靠气流携带进行碰撞和混合，以实现动量交换和热量传递，其优点是运动部件少、结构简单、工作可靠和运行寿命长，但缺点是外加气体不仅增加了加热和冷却的工艺能耗，还稀释了不可冷凝热解气体，使之热值下降而不利于使用；另一类是机械式的，生物质颗粒和热载体主要依靠机械运动进行碰撞和混合，以实现动量交换和热量传递，其优点是不需要或极少需要外加气体，减少了工艺能耗和避免了稀释热解不可冷凝气体，但缺点是反应器内有运动部件、结构复杂、工作可靠性和运行寿命难以得到保证。
综合来讲，现有的生物质热解液化设备主要存在以下几个缺点：1)系统化程度不高，既生物质热解液化设备仅仅局限于生物油产率的提高，而对热解副产物即热解炭粉和热解可燃气的利用率很低；2)能源利用效率不高，很多设备需要外部的电能和热能，从而造成对能源的浪费，并且导致运行成本过高；3)功能单一，很多设备只能实现生物质热解产生物油的功能，而不具备对原料的预处理和设备运行的一些保护功能，因而设备不能长时间连续运行。
发明内容：本发明所要解决的技术问题是：旨在克服上述现有技术之不足，提供一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，它既能够对生物质热解液化过程中的三种产物进行综合利用，而且又对其产物热解炭粉实现了二次综合利用，从而达到物尽其用、减少污染、提高能源利用率，降低设备运行成本的目的。
其技术方案是：一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，其特征在于：
1)生物质热解液化过程中的三种产物的综合利用：
A、通过气固分离器将从热解床中出来的混合物中的热载体和热解炭粉分离出来，热载体和热解炭粉再经一分离器分离后，热载体则被直接送入燃烧床内进一步加热；而热解炭粉由鼓风机将其吹送到燃烧床内，作为燃料进行流化燃烧以提供热载体升温需要的热量；
B、通过气固分离器分离后所得到的混合气体，通过结炭预防系统后进入冷凝器，经生物油喷淋，混合气体中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，该被冷凝的生物油通过换热器进入冷却油罐，生物油被冷却后又通过油泵进入冷凝器对混合气体进行循环喷淋；混合气体中不能冷凝的热解可燃气，则通过鼓风机将其吹送到热解床内来实现对生物质和热载体的流化，以实现生物质的热解；富余的热解可燃气直接送入燃气发电机燃烧发电。
2)热解炭粉的二次综合利用：燃烧床中燃烧过的热解炭粉被燃烧尾气从燃烧床的高温区中携带出来的过程中，利用燃烧尾气的热能实现对热解床的加热和保温；然后，通过炭粉分离器将将燃烧尾气中携带的燃烧过的炭粉分离出来，以作为农作物的有机肥料使用；最后，燃烧尾气直接送入物料提升管，利用其热能和动能实现对生物质原料烘干和把物料提升到热解床；
其技术效果是：本发明的生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，不仅可以实现物尽其用、减少污染的目的，而且，可以实现生物质热解液化设备在产热值大于16MJ/KG的生物油的同时，还可以产气发电和产有机肥料的三联产的综合效果；同时，该方法使能源的利用率得到了提高，设备的运行成本也随之降低。热解炭粉的回收燃烧、热解可燃气作为流化介质实现对生物质和热载体充分混合和热量传递、热载体的换热，以及利用富余的热解可燃气来发电和热解炭粉的燃烧尾气的利用，都提高了对能源的利用率，降低了设备的运行成本；另外，采用该方法来构思和设计生物质热解液化设备，可使设备的布局更合理、更科学，有利于实现生物质热解液化设备的产业化及控制自动化。
附图说明：
图1为本发明的工艺设备流程图。
具体实施方式：
如图1所示，从燃烧床10过来的燃烧尾气携带着热载体和燃烧过的热解炭粉混合物，利用热载体分离器11把热载体分离出来，热载体通过进料定量器81进入热解床8，而燃烧尾气继续通过炭粉分离器5把炭粉分离出来，分离出来的炭粉通过成型机械6压制成有机肥料，最后燃烧尾气通过烘干提升管4，利用燃烧尾气的温度和动量把从料斗2中下来的生物质原料1烘干并提升到热解床8中的料斗82中，再经料定量器83进入热解床8，从而实现对原料的提升和烘干。
从热解床中出来的混合物中的热解炭粉和热载体混合物，经气固分离器9分离出来，通过热解炭粉和热载体分离器12再一次分离后，热解炭粉由鼓风机28将其吹送到燃烧床10内，作为燃料进行流化燃烧；而热载体则被直接送入燃烧床内进一步加热，然后随燃烧尾气和燃烧过的热解炭粉混合物一起通过内嵌的热解床，再重复上述的分离过程并实现各自的功能作用。
通过气固分离器分离后所得到的混合气体，通过结炭预防系统13后进入冷凝器14，而生物油通过油泵19对混合气体进行顺逆流综合喷淋，混合气体中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，该被冷凝的生物油通过换热器16进入冷却油罐15，冷却后的生物油又通过油泵19对进入冷凝器的混合气体进行循环喷淋。冷却油罐中多余的生物油通过小颗粒炭粉分离器23把混合在生物油里面的小颗粒炭粉分离出来，这样生物油就可以输送到储油罐(24)中而进一步作为燃料油使用了。混合气体中不能冷凝的热解可燃气是一种中性热值的气体，并且不含氧气，可以作为生物质热解的反应环境。因此，通过鼓风机18将其吹送到热解床8内，实现对从进料定量器83过来的生物质原料和热载体的流化，从而实现生物质原料的热解。富余的热解可燃气直接送入燃气发电机20燃烧发电。发电机所产生的电能可供设备运行使用，富余的电能还可以上交国家电网。

Claims (4)

1.一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，其特征在于：
1)生物质热解液化过程中的三种产物的综合利用：
A、通过气固分离器(9)将从热解床中出来的混合物中的热载体和热解炭粉分离出来，热载体和热解炭粉再经一分离器(12)分离后，热载体则被直接送入燃烧床(10)内进一步加热；而热解炭粉由鼓风机(28)将其吹送到燃烧床内，作为燃料进行流化燃烧以提供热载体升温需要的热量；
B、通过气固分离器(9)分离后所得到的混合气体，通过结炭预防系统(13)后进入冷凝器(14)，经生物油喷淋，混合气体中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，该被冷凝的生物油通过换热器(16)进入冷却油罐，生物油被冷却后又通过油泵(19)进入冷凝器对混合气体进行循环喷淋；混合气体中不能冷凝的热解可燃气，则通过鼓风机(18)将其吹送到热解床(8)内来实现对生物质和热载体的流化，以实现生物质的热解；富余的热解可燃气直接送入燃气发电机(20)燃烧发电；
2)热解炭粉的二次综合利用：燃烧床中燃烧过的热解炭粉被燃烧尾气从燃烧床(10)的高温区中携带出来的过程中，利用燃烧尾气的热能实现对热解床(8)的加热和保温；然后，通过炭粉分离器(5)将燃烧尾气中携带的燃烧过的炭粉分离出来，以作为农作物的有机肥料使用；最后，燃烧尾气直接送入物料提升管(4)，利用其热能和动能实现对生物质原料烘干和把物料提升到热解床(8)。
2.根据权利要求1所述的一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，其特征在于：所述的热解床(8)内嵌在燃烧床(10)上。
3.根据权利要求1所述的一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，其特征在于：所述的混合气体进入冷凝器(14)喷淋，为顺逆流综合喷淋。
4.根据权利要求1所述的一种生物质热解液化过程中的产物综合利用的方法，其特征在于：所述的燃烧床(10)和热解床(8)的进料系统是通过定量进料器加流化介质的提升来实现对进料的定量控制和实现原料的流化。
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