CN101885975A - 生物油和炭粉联产装置与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是生物油和炭粉联产装置及工艺，属于可再生能源技术领域。装置以农林废弃物(如秸杆、木屑和树枝等)为原料生产生物油和炭粉。装置由集成式热解反应器、炭粉收集器和集成式生物油冷凝器三部分组成。集成热解反应器采用了燃烧供热与热解集成在一个反应器内的工艺，集成热解反应器的输入空气速率与进料速率之比为0.3至0.5。炭粉收集器由自行设计的两级串联旋风分离器、星型下料阀和两级水冷式螺旋输送机组成。集成式生物油冷凝器采用间接冷凝方式和直接冷凝方式集中在一个设备中的工艺，其内部主要构件包括直接冷凝剂喷头和多层蛇管，直接冷凝剂的流量与集成热解反应器进料速率之比为0.3到0.5。

Description

生物油和炭粉联产装置与工艺

技术领域

本发明属于可再生能源领域。

背景技术

维持现代文明社会正常运转的主要能源来自石油、煤和天然气。然而，这些化石燃料的广泛使用造成了严重环境污染和温室效应。此外，由于工业的增长和人们消费水平的不断提高，石油、煤和天然气的供应越来越紧张，它们的价格屡创新高，对世界各国的经济造成严重影响。为了保护环境，实现温室气体减排，缓解能源供需的紧张状况，世界各国均在加紧开发包括生物质能在内的各种可再生能源。

农林废弃物(主要是各种农作物秸杆、落叶和树枝)资源量大，可再生，不与人争粮，不与粮争地，是良好的生物质能资源。通过直接燃烧技术、气化技术和热解技术，可以将农林废弃物转化为高温烟气、气体燃料、固体燃料和液体燃料。通过直接燃烧，农林废弃物转化为高温烟气，高温烟气蕴涵的15％-30％的热能可以有效利用。直接燃烧农林废弃物获得热能的方式不够经济，因为70％-85％的热能被浪费掉了。气化技术将农林废弃物转化为热值约为5MJ/m³燃料气，燃料气蕴涵的能量约为农林废弃物原料蕴涵能量的85％-95％。因此，气化技术具有较高的能量转化效率。气化技术的缺点在于：燃料气的存储与输送成本很高，生产出来的燃料气必须立即使用，燃料气的生产与应用无法分离。

热解技术能够将农林废弃物转化为生物油(产率约50％-70％)、炭粉(产率约15％-30％)和不可冷凝气体(产率约15％-20％)。生物油是一种褐色液体，热值约为15MJ/kg，能够用于工业锅炉或窑炉燃烧供热，也可用于涡轮机或透平中燃烧发电。生物油经过品质提升后(如催化加氢、催化裂解和气化-费托合成)，可以转化为汽油或柴油。生物油还可做为化工原料生产除冰剂、脱水葡萄糖和化肥等各种化学化工产品。炭粉热值约为23MJ/kg，既是一种宝贵的固体燃料，又可做为化工原料生产多种活性炭产品和还原剂。

因此，对比直接燃烧技术和气化技术，热解技术的优点在于：

1.生物油和炭粉的能量密度高，运输成本低，生物油与炭粉的生产和使用可以分离；

2.农林废弃物可以就地分离后，就地进行生产，转化为生物油和炭粉后统一运输至大型工厂统一燃烧供热、发电和生产汽、柴油；

3.热解过程一般在500℃左右进行，条件温和，生产成本低。而气化技术要求的温度在1000℃左右，成本较高；

4.通过热解技术能够生产液体燃料(生物油)，并且热解过程获得的液体燃料(生物油)可以进一步提升为汽、柴油。

上世纪80年代早期，北美首先开展了热解技术的研究工作。此后，世界各国先后建立了多种热解装置和相关工艺路线，力图实现热解技术的产业化。这些热解装置与相关工艺路线可分为三类：

第一类热解装置以北美的Dynamotive公司、Ensyn公司、中国科学技术大学和山东科技大学(中国)为代表的流化床热解装置，该类装置由燃烧器、热解流化床、炭粉分离装置和生物油冷凝装置组成。燃烧器内发生炭粉燃烧反应，炭粉燃烧产生的高温无氧烟气进入热解流化床内，送入热解流化床内的农林废弃物与高温无氧烟气接触，发生热裂解，生成生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。炭粉分离装置将炭粉从气体中分离出来，送入燃烧器进行燃烧，供给热解热量。生物油蒸汽进入冷凝装置冷凝后，获得液体生物油。

第二类热解装置以荷兰BTG公司研制的旋转锥热解装置和山东理工大学(中国)开发的下降管式热解反应装置为代表。旋转锥热解装置由燃烧器、旋转锥反应器、炭粉分离装置和生物油冷凝装置组成。炭粉在燃烧器内燃烧，将燃烧器中的沙子加热至高温，高温沙子被输送入旋转锥反应器与农林废弃物接触，农林废弃物发生热解，生成生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。炭粉分离装置将炭粉和沙子从气体中分离出来，送入燃烧器，炭粉在燃烧器内进行燃烧，加热沙子。生物油蒸汽进入冷凝装置冷凝后，获得液体生物油。山东理工大学开发的下降管式热解反应装置与旋转锥热解装置在原理上类似，下降管式热解反应装置由燃烧器、下降管式热解反应器、炭粉分离装置和生物油冷凝装置组成，燃烧器中燃烧农林废弃物，产生的热量加热粒径约3mm～5mm陶瓷球，高温的陶瓷球被送入下降管式热解反应器与农林废弃物接触，农林废弃物发生热解，生成生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。生物油蒸汽进入冷凝装置冷凝后，获得液体生物油。

第三类热解装置以加拿大Laval公司的真空移动床热解装置为代表，该装置由燃烧器、真空移动床、炭粉分离装置和生物油冷凝装置组成。炭粉在燃烧器内燃烧获得热量将NaNO₃、KNO₃和NaNO₂的混合物加热融化，融化的高温液体盐被引入真空移动床，高温液体盐与农林废弃物在真空移动床间接换热，农林废弃物发生热解，生成生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。真空泵将生物油蒸汽和不可冷凝气体抽出，生物油蒸汽被送入冷凝器冷凝，不可冷凝气体被送入燃烧器燃烧，用于加热融化盐类。由于农林废弃物热解获得不可冷凝气体燃烧产热量不足，因此该装置需要辅助电加热装置。

上述三类热解装置均采用单独的燃烧器产生热解反应需要的热量，然后将热量以高温烟气、热沙、热陶瓷球或熔融的盐溶液的方式引入热解反应器。其缺点是配套设备复杂，操作困难。因为将炭粉从炭粉分离装置回送至燃烧器或将不可冷凝气体回送至燃烧器需要选择合适的风机、管线、返料装置和防窜气装置等；将热量引入热解反应器也需要合适的风机、管线或换热器等。同时还需要仔细匹配各种工艺参数，如风量、温度、压力和真空度等各种参数，稍有不慎，就可能造成整个热解装置的瘫痪。

从精简设备、简化操作和提高装置运行稳定性的角度出发，本专利将燃烧器和热解反应器集成在一起，发明了集成式热解反应器。农林废弃物进入集成式热解反应器后，一小部分物料进行燃烧，释放热量，作为其余物料发生热解反应的热源。由于无需炭粉回送，因此大大简化了整个热解装置，提高的操作的可靠性和稳定性。此外，以往的热解装置将炭粉作为燃料在热解装置内部燃烧掉了，本专利则通过部分燃烧农林废弃物供给热解热量的方式，将热解获得炭粉通过一套炭粉收集装置(由两级串联旋风分离器，星型卸料阀和两级串联的螺旋输送机组成)收集下来。与农林废弃物相比，炭粉具有更高的附加价值，不但可以作为固体燃料，经过进一步加工后可以制造各种高附加值的活性炭产品。

炭粉在整个热解产品中占15％～30％，热解气(生物油蒸汽+不可冷凝气体)中的炭粉浓度很高，如不能将炭粉有效分离，很多炭粉将会混入液体生物油中，对生物油的利用产生巨大的阻碍。此外，炭粉密度低，形状不规则，容易在炭粉收集装置堆积、架桥，产生堵塞，从而影响整个热解装置的连续运行。热解装置一般采用旋风分离器分离炭粉，但以往热解装置采用的旋风分离器在有效分离高浓度炭粉和防止炭粉堆积架桥方面效果不好。本发明专利的旋风分离器采用蜗壳式入口方式，对于这种入口结构来说，由于气体进入蜗壳后的过流面积减少，使得气体在进入主要分离空间前已逐渐加速，在蜗壳入口段已经首先分离大部分炭粉颗粒。此外，气体的内漩涡涡核的旋转速度相应增高，也提高了分离效率。蜗壳式入口结构极其适用于处理大流量、高炭粉浓度的热解工况。由于热解装置中的第一级旋风分离器最容易出现堆积架桥现象，产生堵塞，因此本发明专利中的第一级旋风分离器设计了特殊的宽体结构，能够有效防止旋风分离器堵塞。

以往的生物油冷凝装置一般使用填料塔和列管式换热器。填料塔采用直接冷凝方式，具有较好的冷凝效果。由于生物油粘度较大，还会夹杂着一些炭颗粒，因此填料塔在冷凝生物油时，液体生物油夹杂着炭粉，会沉积在填料上，造成填料塔压降比较大、易堵塞。列管换热器采用间接冷凝方式，不易堵塞，但冷效果不如填料塔，检修较为困难。因此，本专利将直接冷凝与间接冷凝结合在一起，发明了集成式生物油冷凝器，集成式生物油冷凝器的主要构件包括上部的喷头和从上到下的多层蛇管，上部的喷头向下喷洒直接冷凝剂，直接冷凝剂与生物油蒸汽直接接触，冷凝生物油。多层蛇管内部走冷却水，冷却水通过蛇管外壁面间接冷凝生物油。集成式生物油冷凝器结合了直接冷凝和间接冷凝，并且内部具有较大的空间，因此具有冷凝效果好，不易堵塞和检修方便的优点。

本专利发明了全新的生物油-炭粉联产装置和关键操作工艺，具有设备简单，集成度度高，炭粉收集效率好，生物油冷凝效果好的优点，能够连续生产生物油液体燃料和炭粉固体燃料。

发明内容

本发明是生物油和炭粉联产装置及关键工艺，属于可再生能源技术领域。装置以农林废弃物(如秸杆、木屑和树枝等)为原料生产生物油和炭粉。生物油是一种褐色液体，热值约为15MJ/kg，能够用于工业锅炉或窑炉燃烧供热，也可用于涡轮机或透平中燃烧发电。生物油经过品质提升后(如催化加氢、催化裂解和气化-费托合成)，可以转化为汽油或柴油。生物油还可做为化工原料生产除冰剂、脱水葡萄糖和化肥等各种化学化工产品。炭粉热值约为23MJ/kg，既是一种宝贵的固体燃料，又可做为化工原料生产多种活性炭产品和还原剂。

如图1，生物油和炭粉联产装置由集成式热解反应器、炭粉收集器和集成式生物油冷凝器三部分组成。其中炭粉收集器由两级串联旋风分离器、星形卸料阀和带水冷夹套的两级串联螺旋输送机组成。

农林废弃物和空气同时被送入集成式热解反应器，进入集成式热解反应器的空气流量(立方米/小时，标准状态)与输送入集成式热解反应器的农林废弃物的进料速率(千克/小时)之比为0.3至0.5。在集成式热解反应器内燃烧一小部分农林废弃物，产生高温烟气。另外大部分农林废弃物与高温烟气接触发生热解反应，生成生物油蒸汽(产率约50％-70％)、炭粉(产率约15％-30％)和不可冷凝气体(产率约15％-20％)。由于燃烧供热和热解反应发生在同一个装置内，大大简化的设备和操作，保证了整个生物油-炭粉联产装置运行的稳定性、连续性和可靠性。

在农林废弃物被热解为生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体后，这些热解产物(生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体)被输送至炭粉收集器。炭粉收集器由两级串联旋风分离器、星形卸料阀和带水冷夹套的两级串联螺旋输送机组成。两级串联旋风分离器的作用是将炭粉与热解气体(生物油蒸汽和不可冷凝气体)分离。由于炭粉占整个热解产物的15％-30％，热解气体的含粉尘浓度很高。此外，炭粉密度低，形状不规则，容易在旋风分离器内堆积架桥，产生堵塞。一般化工生产上使用的普通旋风分离器无法高效从热解气体从分离出炭粉，并且容易不堵塞。因此本专利根据热解气体和炭粉本身的特点，采用了特殊的两级串联旋风分离器，这两级串联旋风分离器均采用圆筒环绕式蜗壳入口或对数螺旋式蜗壳入口，蜗壳入口角度为90度(角度)至360度(角度)。对于蜗壳入口结构来说，由于气体进入蜗壳后的过流面积减少，使得气体在进入主要分离空间前已逐渐加速，在蜗壳入口段已经首先分离大部分炭粉颗粒。此外，气体的内漩涡涡核的旋转速度相应增高，也提高了分离效率。蜗壳式入口结构极其适用于处理大流量、高炭粉浓度的热解工况。图2、3、4和5分别展示了90°，180°圆筒环绕式蜗壳入口结构和270°，360°对数螺旋式蜗壳入口结构。R表示旋风分离器筒体半径，Rsc表示蜗壳半径，Rsc＞R。对于圆筒环绕式蜗壳，其蜗壳半径可根据设计需要指定。对于对数螺旋式蜗壳，其蜗壳半径Rsc由下式计算：

$R_{\mathrm{sc}}=R_{\mathrm{ini}}{\left(\frac{R_{\mathrm{fin}}}{R_{\mathrm{ini}}}\right)}^{\frac{\mathrm{\θ}}{360}}$

R_ini是螺旋开始时(θ＝0°)的半径，R_fin是螺旋尾部(θ＝360°)的半径，R_ini和R_fin根据设计需要指定。

从热值装置的运行的实际情况看，第一级旋风分离器分离了大部分炭粉，这些炭粉往往会在第一级旋风分离器中产生架桥堵塞，因此本专利的的第一级旋风分离器采用宽体结构，该结构使得炭粉在旋风分离器中能无阻碍得下落至排尘口，有效防止炭粉在第一级旋风分离器内的架桥堵塞现象。第二级旋风分离器用于分离更细的炭粉颗粒，如何提高第二级旋风分离器的分离效率是设计的主要考虑因素，因此第二级旋风分离器需要仔细确定各部分的几何尺寸比例，以尽力捕集热解气体中的微细炭粉颗粒。本专利发明的第一级宽体结构旋风分离器和第二级精细捕集旋风分离器的尺寸结构如下表：

图6展示了本专利的旋风分离器尺寸与结构示意图。

由于旋风分离器内部是负压，必须防止空气从旋风分离器底部的排尘口窜入旋风分离器内部造成分离效率恶化和热解产品在旋风分离器内部发生燃烧。因此，本专利在两级旋风分离器底部的排尘口安装了星型卸料阀。星型卸料阀能够将炭粉顺利从旋风分离器底部输送至旋风分离器外部，但外部的空气无法进入旋风分离器内部。星型卸料阀将炭粉送入两级串联螺旋输送机，往螺旋输送机输送的炭粉约有300℃，为了防止炭粉在螺旋输送机中燃烧，两级串联螺旋输送机外壁包裹水冷夹套，将炭粉降至常温，防止炭粉燃烧。图7展示了外壁包裹水冷夹套的螺旋输送机，螺旋输送机中的炭粉由高温被降至常温。

热解气体(生物油蒸汽+不可冷凝气体)进入集成式冷凝器，集成式冷凝器内部主要构件包括上部的喷头和从上到下的多层蛇管，图8展示集成式冷凝器的主要构件。集成式冷凝器采用直接冷凝工艺和间接冷凝工艺。在生物油和炭粉联产装置第一次运行时，生物油油箱中加入甲醇和丙酮的混合液作为直接冷凝剂，。直接冷凝剂从集成式冷凝器的喷头中向下喷洒，直接冷凝剂与生物油蒸汽接触，吸收生物油蒸汽的热量，生物油蒸汽冷凝为液体。随着生物油和炭粉联产装置的持续运行，甲醇和丙酮的混合液与生物油蒸汽接触吸热后会不断挥发消耗。但此时生物油油箱中已经收集了大量液体生物油，因此在生物油和炭粉联产装置运行的后期，液体生物油将作为直接冷凝剂冷凝生物油蒸汽。因此，甲醇和丙酮的混合液仅是一次性投加入生物油油箱中，作为联产装置初期的作为直接冷凝剂，在联产装置运行后期，液体生物油将充当直接冷凝剂，直接冷凝剂的流量(千克/小时)与输送入集成式热解反应器的农林废弃物的进料速率(千克/小时)之比为0.3至0.5。在集成式冷凝器内部还设置多层蛇管，冷却水从多层蛇管中流过，冷却水与生物油蒸汽间接换热以间接冷凝生物油。多层蛇管不但能够间接冷凝生物油，还能促进生物油蒸汽与直接冷凝剂的接触，强化了直接冷凝效果。集成式冷凝器结合了直接冷凝工艺和间接冷凝工艺，具有较好的冷凝效果，并且不易堵塞，检修方便，是适合生物油和炭粉联产装置特点的良好冷凝器。

附图说明

图1 生物油和炭粉联产装置示意图

本图展示生物油和炭粉联产装置的组成部分，主要由集成式热解反应器、炭粉收集器和集成式生物油冷凝器三部分组成。集成式热解反应器内部发生少部分农林废弃物的燃烧供热反应与大部分农林废弃物热解反应。大部分农林废弃物在集成式热解反应器中热解为生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。炭粉收集器收集炭粉，炭粉收集器由两级串联旋风分离器、星形卸料阀和带水冷夹套的两级串联螺旋输送机组成。集成式生物油冷凝器冷凝生物油蒸汽，获得液体生物油。

图2 90°圆筒环绕式蜗壳入口结构，本图展示了旋风分离器90°圆筒环绕式蜗壳入口结构。

图3 180°圆筒环绕式蜗壳入口结构，本图展示了旋风分离器1800°圆筒环绕式蜗壳入口结构。

图4 270°对数螺旋式蜗壳入口结，本图展示了旋风分离器270°对数螺旋式蜗壳入口结构。

图5 360°对数螺旋式蜗壳入口结构，本图展示了旋风分离器360°对数螺旋式蜗壳入口结构。

R表示旋风分离器筒体半径，Rsc表示蜗壳半径。对于圆筒环绕式蜗壳，其蜗壳半径可根据设计需要自由指定，要求Rsc＞R。对于对数螺旋式蜗壳，其蜗壳半径Rsc由下式计算：

$R_{\mathrm{sc}}=R_{\mathrm{ini}}{\left(\frac{R_{\mathrm{fin}}}{R_{\mathrm{ini}}}\right)}^{\frac{\mathrm{\θ}}{360}}$

R_ini是螺旋开始时(θ＝0°)的半径，R_fin是螺旋尾部(θ＝360°)的半径，R_ini和R_fin根据设计需要指定。

图6 旋风分离器尺寸与结构示意图

本专利的旋风分离器几何尺寸有以下八个尺寸：，

本图说明了上述八个尺寸在旋风分离器中的意义。

图7 外壁包裹水冷夹套的螺旋输送机示意图

本图展示了外壁包裹水冷夹套的螺旋输送机。炭粉约有300℃，为了防止炭粉在螺旋输送机中燃烧，两级串联螺旋输送机外壁包裹水冷夹套，将炭粉降至常温，防止炭粉燃烧，螺旋输送机中的炭粉由高温被降至常温。

图8 集成式冷凝器示意图

本图展示了集成式冷凝器的主要组成部分。集成式冷凝器内部主要构件包括上部的喷头和从上到下的多层蛇管，集成式冷凝器采用直接冷凝工艺和间接冷凝工艺。在生物油和炭粉联产装置第一次运行时，生物油油箱中加入甲醇和丙酮的混合液作为直接冷凝剂。直接冷凝剂从集成式冷凝器的喷头中向下喷洒，直接冷凝剂与生物油蒸汽接触，吸收生物油蒸汽的热量，生物油蒸汽冷凝为液体。随着生物油和炭粉联产装置的持续运行，甲醇和丙酮的混合液与生物油蒸汽接触吸热后会不断挥发消耗。但此时生物油油箱中已经收集了大量液体生物油，因此在生物油和炭粉联产装置运行的后期，液体生物油将作为直接冷凝剂冷凝生物油蒸汽。在集成式冷凝器内部还设置多层蛇管，冷却水从多层蛇管中流过，冷却水与生物油蒸汽间接换热以间接冷凝生物油。多层蛇管不但能够间接冷凝生物油，还能促进生物油蒸汽与直接冷凝剂的接触，强化了直接冷凝效果。集成式冷凝器结合了直接冷凝工艺和间接冷凝工艺，具有较好的冷凝效果，并且不易堵塞，检修方便，是适合生物油和炭粉联产装置特点的良好冷凝器。

具体实施方式

实施例1：

将农林废弃物破碎为粒径1mm以下颗粒，然后输入集成式热解反应器，农林废弃物的进料速率300kg/h，进入集成式热解反应器空气的流量为90立方米/小时(标准状态)。在集成式热解反应器内部，少部分农林废弃物发生燃烧供热反应，大部分农林废弃物受热发生热解反应热解为生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。然后生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体被输送进入炭粉收集器单元，炭粉被两级串联旋风分离器分离下来，第一级旋风分离器采用180°螺线蜗壳入口结构，第二级旋风分离器采用90°圆筒环绕式蜗壳入口结构。分离下来的炭粉由星型卸料阀输入两级串联的螺旋输送机，两级串联的螺旋输送机外壁包裹水冷夹套，将高温炭粉降低至常温，螺旋输送机降炭粉输送至炭箱储存，炭粉产率90kg/h。生物油蒸汽和不可冷凝气体进入集成式冷凝器，直接冷凝剂流量90kg/h，甲醇在直接冷凝剂中的质量百分率为30％。生物油蒸汽被集成式冷凝器冷凝为生物油，生物油产率150kg/h。

实施例2：

将农林废弃物破碎为粒径1mm以下颗粒，然后输入集成式热解反应器，农林废弃物的进料速率1000kg/h，进入集成式热解反应器空气的流量为400立方米/小时(标准状态)。在集成式热解反应器内部，少部分农林废弃物发生燃烧供热反应，大部分农林废弃物受热发生热解反应热解为生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。然后生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体被输送进入炭粉收集器单元，炭粉被两级串联旋风分离器分离下来，第一级旋风分离器采用270°螺线蜗壳入口结构，第二级旋风分离器采用180°圆筒环绕式蜗壳入口结构。分离下来的炭粉由星型卸料阀输入两级串联的螺旋输送机，两级串联的螺旋输送机外壁包裹水冷夹套，将高温炭粉降低至常温，螺旋输送机降炭粉输送至炭箱储存，炭粉产率300kg/h。生物油蒸汽和不可冷凝气体进入集成式冷凝器，直接冷凝剂流量400kg/h，甲醇在直接冷凝剂中的质量百分率为45％。生物油蒸汽被集成式冷凝器冷凝为生物油，生物油产率500kg/h。

实施例3：

将农林废弃物破碎为粒径1mm以下颗粒，然后输入集成式热解反应器，农林废弃物的进料速率1500kg/h，进入集成式热解反应器空气的流量为600立方米/小时(标准状态)。在集成式热解反应器内部，少部分农林废弃物发生燃烧供热反应，大部分农林废弃物受热发生热解反应热解为生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体。然后生物油蒸汽、炭粉和不可冷凝气体被输送进入炭粉收集器单元，炭粉被两级串联旋风分离器分离下来，第一级旋风分离器采用360°螺线蜗壳入口结构，第二级旋风分离器采用270°圆筒环绕式蜗壳入口结构。分离下来的炭粉由星型卸料阀输入两级串联的螺旋输送机，两级串联的螺旋输送机外壁包裹水冷夹套，将高温炭粉降低至常温，螺旋输送机降炭粉输送至炭箱储存，炭粉产率450kg/h。生物油蒸汽和不可冷凝气体进入集成式冷凝器，直接冷凝剂流量750kg/h，甲醇在直接冷凝剂中的质量百分率为60％。生物油蒸汽被集成式冷凝器冷凝为生物油，生物油产率750kg/h。

Claims (10)

1.生物油和炭粉联产装置由集成式热解反应器、炭粉收集器和集成式生物油冷凝器三部分组成。

2.如权利要求1所述，集成式热解反应器内同时发生燃烧供热反应与热解反应：少部分农林废弃物集成式热解反应器内在进行燃烧，燃烧产生的热量提供给其余大部分农林废弃物，使它们在集成式热解反应器内发生热解，获得炭粉和生物油。

3.如权利要求2所述，进入集成式热解反应器的空气流量(立方米/小时，标准状态)与输送入集成式热解反应器的农林废弃物的进料速率(千克/小时)之比为0.3至0.5。

4.如权利要求1所述，炭粉收集器由两级串联旋风分离器，星型卸料阀和两级串联螺旋输送机组成。

5.如权利要求4所述，两级串联的旋风分离器，尺寸比例如下：

6.如权利要求5所述，两个串联的旋风分离器均采用圆筒环绕式蜗壳入口或对数螺旋式蜗壳入口，蜗壳入口角度为90度(角度)至360度(角度)。

7.如权利要求6所述，两级串联的螺旋输送机外面分别包裹水冷套管。

8.如权利要求1所述，集成式生物油冷凝器的冷凝工艺是直接冷凝工艺和间接冷凝工艺的结合，集成式生物油冷凝器的内部主要构件包括上部的喷头和从上到下的多层蛇管。

9.如权利要求7、8所述，直接冷凝工艺由上部的喷头向下喷洒直接冷凝剂完成；冷却水走多层蛇管内部，实现间接冷凝工艺。

10.如权利要求12所述，直接冷凝剂是甲醇和丙酮的混合液，甲醇在混合液中的质量百分率为30％至70％，直接冷凝剂的流量(千克/小时)与输送入集成式热解反应器的农林废弃物的进料速率(千克/小时)之比为0.3至0.5。

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