CN101955786B - 一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，属于废物能源化利用技术领域。本装置包括预热解器、主热解器、气固分离器、冷凝器、换热器、旋液分离器、静电除尘器和气体分配器等。主热解器的上部为流化床反应器，其外部设有烟道，烟道与预热解器外部烟道相连，底部为高温燃炉，流化床反应器的下部伸入高温燃炉上部的燃烧腔内，并通过管道与气体分配器相连，流化床反应器的上部依次与气固分离器、冷凝器、旋液分离器等相连。本装置中增加预热解器，有效去除人造板热解产生的70-80％的含N化合物，大大减少了人造板快速热解产物在后续工艺中的负面效果。整个装置结构紧凑，能量效率高，生物油制造成本低。

Description

一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置
技术领域
本发明涉及一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，属于废物能源化利用技术领域。
背景技术
热化学转换制备生物油技术是目前木质生物质有机材料能源化利用最有前景的方法之一。国内每年有大量的废弃人造板产生，废弃人造板中的主要成分是木质生物质，因此利用热化学方法将废弃人造板转化为生物油具有非常广阔的市场前景。
热化学转化制备生物油技术主要是指快速热解技术。废弃人造板由于含有各种胶黏剂，在常规的快速热解过程中会产生含N化合物，这些含N化合物在快速热解的冷凝过程中会溶解在生物油当中，从而增加生物油的腐蚀性，对生物油的后续利用也会产生负面影响；另外，废弃人造板在快速热解过程中还会产生氮氧化合物等环境危害物质，这些物质需要额外的处理才能达到环保要求，无疑更增加了废弃人造板利用常规快速热解工艺制备生物油技术的成本。
本申请人曾经提出过“一种小型移动式农林生物质快速热裂解装置”申请号为200910170228.4，该装置用于废弃人造板的热化学清洁转化，但还不能有效除去产品中的有害污染物，反应过程中产生的气体也不能达到排放标准。
发明内容
本发明的目的是提出一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，针对已有技术的不足，对已有的热解炼油装置的结构指出改进，使装置可以适用于多种废弃人造板的热化学清洁转化，而且使结构简洁、体积小、能量效率高、运行稳定。
本发明提出的废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，包括进料仓、预热解器、主热解器、气固分离器、冷凝器、换热器、旋液分离器、静电除尘器和气体分配器；所述的进料仓与预热解器的上部相连通，进料仓与预热解器之间设有上关风器；预热解器的下部通过管道与主热解器相连，所述的预热解器内设有螺旋进料器，预热解器的底部设有下关风器，预热解器的外部设有管式预热解器烟道；所述的主热解器的上部为流化床反应器，流化床反应器的外部设有管式主反应器烟道，管式主反应器烟道与管式预热解器烟道相连通，主热解器的底部为高温燃炉，流化床反应器的下部伸入高温燃炉上部的燃烧腔内，流化床反应器的下部通过管道与所述的气体分配器相连通，高温燃炉的底部设有辅助燃料进口和空气进口，高温燃炉的底部分别通过管道与所述的气体分配器和预热解器相连通；流化床反应器的上部与所述的气固分离器的进口端相连，气固分离器的气体出口端与所述的冷凝器的进口端相连，冷凝器的气体出口端与所述的旋液分离器的进口端相连；所述的旋液分离器的液体出口端与所述的冷凝器相连，旋液分离器上部的气体出口端与静电除尘器的进口端相连，静电除尘器的出口端通过风机与气体分配器相连；所述的换热器的冷空气管路与冷凝器并联。
本发明提出的废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，具有以下优点：
1、本发明在已有装置(申请号为200910081839.1)的基础上增加了一套慢速升温预热解器，预热解器在200-300℃工作，能够有效去除人造板热解产生的70-80％的含N化合物，大大减少了人造板快速热解产物在后续工艺中的负面效果。
2、本发明的制备生物油的装置中，预热解器与进料机构合并设计，使得整个装置结构简洁，成本降低。
3、本发明的制备生物油的装置中，将慢速预热解和快速热解产生的气体导入高温加热炉燃烧，产生的烟气中不含环境危害气体，可以直接排放。主反应器中的气体经冷凝后部分循环使用，其余导入高温燃炉。
4、本发明的制备生物油的装置中，预热解器和主反应器利用预热解器中产生的气体和快速热解主反应器中产生的气体作为燃料，给整个装置供热，排出的乏烟气还可以用于原料的干燥等，提高了能量效率，有效节约了成本。
5、本发明的制备生物油的装置中，主反应器和高温燃炉一体化设计，使得主反应器结构紧凑，制造成本降低。
附图及说明
图1是本发明设计的废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置的结构示意图。
图1中，1是进料仓，2是上关风器，3是螺旋进料器，4是预热解器，5是预热解器烟道(预热解器的管式外套，其中流动烟气对预热解器进行加热)，6是下关风器，7是流化床主反应器，8是主反应器烟道(主反应器的管式外套，其中流动烟气对主反应器进行加热)，9是高温燃炉，10是风机，11是气固分离器，12是固体收集器，13是冷凝器，14是泵，15是换热器，16是旋液分离器，17是静电除尘器，18是风机，19是气体分配器，20是阀门，21是阀门，22是主反应器。
具体实施方式
本发明提出的废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，其结构如图1所示，包括进料仓1、预热解器4、主热解器22、气固分离器11、冷凝器13、换热器15、旋液分离器16、静电除尘器17和气体分配器19。进料仓1与预热解器4的上部相连通，进料仓1与预热解器4之间设有上关风器2，预热解器4的下部通过管道与主热解器22相连。预热解器4内设有螺旋进料器3，预热解器4的底部设有下关风器6，预热解器4的外部设有管式预热解器烟道5。主热解器22的上部为流化床反应器7，流化床反应器7的外部设有管式主反应器烟道8，管式主反应器烟道8与管式预热解器烟道5相连通，主热解器22的底部为高温燃炉9，流化床反应器7的下部伸入高温燃炉9上部的燃烧腔内，流化床反应器7的下部通过管道与所述的气体分配器19相连通，连通管道上设有阀门20。高温燃炉9的底部设有辅助燃料进口和空气进口，高温燃炉的底部分别通过管道与气体分配器19和预热解器5相连通，连通管道上分别设有阀门21和风机10。流化床反应器
Figure BSA00000276119100031
7的上部与气固分离器11的进口端相连，气固分离器11的气体出口端与冷凝器13的进口端相连，冷凝器13的气体出口端与旋液分离器16的进口端相连。旋液分离器16的液体出口端与冷凝器13相连，旋液分离器16上部的气体出口端与静电除尘器17的进口端相连，静电除尘器17的出口端通过风机18与气体分配器19相连。换热器15的冷空气管路与冷凝器并联。
以下结合附图介绍本发明制作的工作过程：
将废弃人造板物料粉碎，粉碎后的颗粒度为0.25-2mm，粉碎后的物料从进料仓1的底部通过上关风器2进入预热解器4中反应，预热解器4中安装有螺旋进料器3，使物料源源不断地从上而下通过预热解器4反应，反应温度为200-300℃，产生的预热解气从预热解器上部排出后通过风机10进入高温加热炉9中燃烧，预热解器4中反应产生的固体物质从预热解器的底部通过下关风器6进入主反应器7中反应，主反应器7中的反应温度为500-550℃，产生的炭和热解气随循环流化气体从主反应器的顶部排出，进入气固分离器11中，分离得到的炭从气固分离器底部的固相出口排出进入固体收集器12中，分离得到的热解气随循环流化气体从气固分离器顶部的气相出口排出进入冷凝器13中，热解气经冷凝后得到生物油，部分生物油从冷凝器下部排出经泵14及换热器15后作为冷凝介质流回冷凝器13中，不凝气体从冷凝器顶部排出进入旋液分离器16中，分离得到的液体从旋液分离器底部流入冷凝器13中，除去液体成分的不凝气从旋液分离器顶部排出进入静电除尘器17中，经静电除尘的气体通过风机18进入气体分配器19中，气体分配器19中的气体有部分通过阀门20作为流化气体进入主反应器7中循环使用，其余气体通过阀门21进入高温燃炉9进行燃烧，高温燃炉9燃烧产生的高温烟气进入主反应器烟道8中为主反应器提供热量，高温烟气从主反应器烟道8顶部排出后进入预热解器烟道5中为预热解器提供热量，通过预热解器后的高温烟气成为乏烟气从预热解器烟道5的顶部排出。

Claims (1)

1.一种废弃人造板热化学清洁转化制备生物油的装置，其特征在于该装置包括进料仓、预热解器、主热解器、气固分离器、冷凝器、换热器、旋液分离器、静电除尘器和气体分配器；所述的进料仓与预热解器的上部相连通，进料仓与预热解器之间设有上关风器；预热解器的下部通过管道与主热解器相连，所述的预热解器内设有螺旋进料器，预热解器的底部设有下关风器，预热解器的外部设有管式预热解器烟道；所述的主热解器的上部为流化床反应器，流化床反应器的外部设有管式主反应器烟道，管式主反应器烟道与管式预热解器烟道相连通，主热解器的底部为高温燃炉，流化床反应器的下部伸入高温燃炉上部的燃烧腔内，流化床反应器的下部通过管道与所述的气体分配器相连通，高温燃炉的底部设有辅助燃料进口和空气进口，高温燃炉的底部分别通过管道与所述的气体分配器和预热解器相连通；流化床反应器的上部与所述的气固分离器的进口端相连，气固分离器的气体出口端与所述的冷凝器的进口端相连，冷凝器的气体出口端与所述的旋液分离器的进口端相连；所述的旋液分离器的液体出口端与所述的冷凝器相连，旋液分离器上部的气体出口端与静电除尘器的进口端相连，静电除尘器的出口端通过风机与气体分配器相连；所述的换热器的冷空气管路与冷凝器并联。
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