CN101338210B - 裂解式有机物、生物质制取烃类燃料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为裂解式有机物、生物质制取烃类燃料系统，裂解反应器为封闭的夹层罐体，内安装有物料搅拌装置，热质粉碎装置通过传送机构与裂解反应器连接，裂解反应器将可燃气体和燃料液体进行气液分离，气体输出口接气体回收装置或反馈给热质加热器提供热源，底部设有液体燃料回收口将制取的烃类燃料收集，燃料排出口连接燃料分离器，筛分后的石英砂再次返回到热质加热器中循环利用，固体燃料通过燃料分离器底部的出料口排出收集。本系统充分利用石英砂固相传热强烈和热流强度大等优点，实现有机物质、生物质的闪速升温和挥发份的快速析出，将可燃气体反馈到物料预热器、热质加热器进行再循环回收利用，从而降低了额外气源的成本。

Description

裂解式有机物、生物质制取烃类燃料系统
技术领域
本发明公开一种裂解式有机物质、生物质制取烃类燃料系统，属于有机物、生物质能源转化技术领域。
背景技术
本发明涉及的有机物包括：煤炭、煤矸石、油页岩等化石燃料，废旧塑料、橡胶等化工材料，生物质包括作物秸秆、木材木屑、草、等农林废弃物、动物骨皮等。有机物、生物质热裂解液化技术是目前世界上生物质能研究开发的前沿技术。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品位的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的代用液体燃料(生物油)，其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步改性提炼加工使液体燃料的品质接近柴油或汽油等常规动力燃料的品质，此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。
在有机物、生物质热裂解液化的各种工艺中，存在着多种不同的试验装置和技术路线，以达到增加生物油产率和提高能源利用水平的目的。如快速裂解、加氢裂解、真空裂解、低温裂解、部分燃烧裂解等，以常压下的快速裂解为生产液体燃料最为经济的方法，典型的有英国Aston大学的烧蚀热裂解反应器、NREL提出的涡流反应器及荷兰Fwente大学设计的旋转锥生物质热裂解制油反应器等；所述的反应器的设备规模较为庞大，同时机械接触磨损厉害而使得运行维护成本也较高，因此在规模化应用中将受到限制。
发明内容
本发明公开一种裂解式有机物、生物质制取烃类燃料系统，克服了已有的有机物、生物质热裂解液化工艺中能源利用率不高、能耗较大以及液体产物不分级等缺点。
本发明采用的技术方案是：由物料粉碎装置、物料预热器、热质加热器、裂解反应器、气液分馏器、燃料分离器及相应的传送机构构成，其中，裂解反应器为封闭的夹层罐体，夹层机构与气体热循环加热系统连接，裂解反应器的上部分别设有热质投料口和物料投料口，底部设有燃料排出口，其内安装有物料搅拌装置，热质粉碎装置通过传送机构与裂解反应器的热质投料口连接，裂解反应气的出料管设在裂解反应器的上部与气液分馏器连通，将可燃气体和燃料液体进行气液分离，气液分馏器的气体输出口接气体回收装置或反馈给热质加热器提供热源，气液分馏器的底部设有液体燃料回收口将制取的烃类燃料收集，裂解反应器底部的燃料排出口连接燃料分离器，通过筛分将石英砂和固体燃料分离，导热质经其出口的传动机构再次返回到热质加热器中循环利用，固体燃料通过燃料分离器底部的出料口排出收集。
本系统所述的各个装置之间的传动机构采用封闭式搅龙输送结构。
导热质包括：石英砂、金刚砂、黑碳化硅、三氧化二铝等。
本系统与现有反应器设备相比的积极效果在于：机械结构简单，充分利用导热质固相传热强烈和热流强度大等优点，实现有机物、生物质的闪速升温和挥发份的快速析出，将可燃气体反馈到物料预热器、热质加热器进行再循环回收利用，从而降低了额外气源的成本。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图；
图2是本发明裂解反应器结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，由物料粉碎装置2、物料预热器5、热质加热器16、裂解反应器14、气液分馏器21、燃料分离器26及相应的传送机构构成本发明装置；裂解反应器14为封闭的夹层罐体，参照图2，夹层机构的进气管9和出气管8与外部气体热循环加热系统连接，裂解反应器14的上部分别设有热质投料口13和物料投料口10，底部设有燃料排出口22，其内安装有物料搅拌装置12及温度感应器11；热质粉碎装置2的前端接物料传送带1，将有机质物料送入粉碎装置2中，通过对辊粉碎机构3粉碎，由搅龙4送入物料预热器5中，物料预热器5底部设有电加热装置6和气体加热装置7将物料加热至100～200℃，通过传送机构送至裂解反应器14的物料投料口10；热质加热器16内设有加热装置19将热质(选自：石英砂或金刚砂、黑碳化硅、三氧化二铝)加热至400～500℃，通过热质投料口13送入裂解反应器14中，再搅拌装置12的作用下进行密封绝氧热裂解反应，生成的气体物质由裂解反应器14上部的气体排管15送入到气液分馏器21中，通过冷凝器20冷凝分离成可燃气体和烃类液体燃料，可燃气体由裂解反应器14的气体输出口接气体回收装置或反馈给热质加热器16及物料预热器5提供热源，气液分馏器14的底部设有液体燃料回收口24将制取的烃类燃料收集，裂解反应器14底部的燃料排出口22连接燃料分离器26，通过两级筛分将石英砂和固体燃料分离，石英砂经其出口的传动机构23再次返回到热质加热器16中循环利用，固体燃料通过燃料分离器26底部的出料口28排出收集，从而完成有机物、生物质制取烃类燃料的全过程。

Claims (3)

1. 一种裂解式有机物质、生物质制取烃类燃料系统，主要由物料粉碎装置、物料预热器、热质加热器、裂解反应器、气液分馏器、燃料分离器及相应的传送机构构成，其中，裂解反应器为封闭的夹层罐体，夹层机构与气体热循环加热系统连接，裂解反应器的上部分别设有热质投料口和物料投料口，底部设有燃料排出口，其内安装有物料搅拌装置，热质粉碎装置通过传送机构与裂解反应器的热质投料口连接，裂解反应气的输出口设在裂解反应器的上部与气液分馏器连通，将可燃气体和燃料液体进行气液分离，气液分馏器的气体输出口接气体回收装置或反馈给热质加热器提供热源，气液分馏器的底部设有液体燃料回收口将制取的烃类燃料收集，裂解反应器底部的燃料排出口连接燃料分离器，通过筛分将导热质和固体燃料分离，导热质经其出口的传动机构再次返回到热质加热器中循环利用，固体燃料通过燃料分离器底部的出料口排出收集，本系统所述的各个装置之间的传动机构采用封闭式搅龙输送结构。
2. 权利要求1中所述的燃料系统，其特征在于有机物包括：煤炭、煤矸石、油页岩化石燃料，废旧塑料、橡胶化工材料，生物质包括作物秸秆、木材木屑、草农林废弃物、动物骨皮。
3. 权利要求1中所述的燃料系统，其特征在于导热质包括：石英砂、金刚砂、黑碳化硅、三氧化二铝。
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