CN102071042A - 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 - Google Patents
智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102071042A CN102071042A CN2011100325688A CN201110032568A CN102071042A CN 102071042 A CN102071042 A CN 102071042A CN 2011100325688 A CN2011100325688 A CN 2011100325688A CN 201110032568 A CN201110032568 A CN 201110032568A CN 102071042 A CN102071042 A CN 102071042A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- waste
- storage tank
- gas
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，包括依次连接的进料斗、储料罐和带有物料推进装置的微波反应器，所述微波反应器与若干组微波发生器连接，所述微波反应器还设有裂解气体排出口和固体残渣排出口。该装置结构简单、设计合理，有利于实现生物质及其废弃资源的就地利用。
Description
技术领域：
本发明是一种智能化微波裂解装置，属于生物能源领域。利用本装置对生物质及其废弃物进行高温缺氧裂解，得到生物质原油、生物残渣和可燃气体。
背景技术：
能源是经济和社会发展的重要基础，我国已成为世界能源生产和消费大国，能源需求将持续增长。增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济和社会的可持续发展，是我国经济和社会发展的一项重大战略任务。随着化石燃料的逐渐枯竭和全球经济发展对能源需求的不断扩大，发展新型可再生的清洁能源是世界各国亟待解决的问题。生物质是一种洁净的可再生能源，具有很大的发展潜力。在欧美等发达国家，生物质能发电已经形成非常成熟的产业，成为一些国家重要的发电和供热方式。我国是农业大国，生物质能资源非常丰富，然而，目前我国对农林生物质废弃资源的利用率较低，秸秆规模化利用的主要方式有直燃发电、燃料乙醇转化、厌氧产气等领域。生物质资源无法有效利用的原因主要有两个方面：一是缺乏有效的转化和利用途径，直接燃烧的热值低，污染大；二是生物质废弃资源的分布范围广，收集和运输成本高，导致利润低，难以大规模推广。
我国生物质能源总量丰富但储备分散。如果能够合理利用，可谓用之不竭。急需一种可以小型化、分布式、可移动的装置，以实现生物质及其废弃资源的就地利用，从而降低了原料运输和储存的成本。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，该装置结构简单、设计合理，有利于实现生物质及其废弃资源的就地利用。
本发明的技术内容如下：
本发明智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：包括依次连接的进料斗、储料罐和带有物料推进装置的微波反应器，所述微波反应器与若干组微波发生器连接，所述微波反应器还设有裂解气体排出口和固体残渣排出口。
上述裂解气体排出口经过滤器与风冷式冷凝器连接。
上述风冷式冷凝器进风口与风机连接，风冷式冷凝器热风排出口与进料斗连接，所述风冷式冷凝器还设有与储油罐连接的排油管路。
上述排油管路的另一路与水式冷凝器连接。
上述水式冷凝器与循环冷凝水路连接，所述循环冷凝水路包括依次连接的水泵和水池。
上述水式冷凝器还设有与储油罐连接的第二排油管路，第二排油管路的另一路经罗茨风机与储气罐连接。
上述固体残渣排出口与储渣罐连接。
上述进料斗与储料罐之间，储料罐与微波反应器之间分别设有电动碟阀和电动插板阀，以及料位感应开关，以实现电动碟阀和电动插板阀联动开关。
上述固体残渣排出口与储渣罐的连接管路盘绕在储料罐与微波反应器之间的连接管路上以对物料进行二次预热。
上述微波反应器上设有1-10组微波裂解发生器和1-10组测温器。
本发明技术利用智能化微波高温催化裂解技术，处理生物质及其废弃物，把生物质及其废弃物裂解为20－30%的气体、30－60%的液体和10－35%固体。其中气体基本上为小分子物质（氢气、一氧化碳、甲烷）和少量短碳链碳氢化合物，具有很好的可燃性，可用来燃烧发电供系统本身使用或作为燃料；液体为生物油，既是很好的燃料，又可提炼成高价值的化学制品；固体中含有N、P、K等元素，可作为无机肥料返回田地，完全实现生物质及其废弃物资源的资源化、无害化。
此外，本发明的微波裂解技术具有利用效率很高，物料升温非常迅速、无滞后效应和无污染、可精确地控制裂解温度，使反应处在放热反应过程，大大节约能源，对物料的颗粒大小无严格要求，本发明装置，设备可小型化，特别适用于我国原料资源丰富而分散的特点，在全国广大农村推广，从而实现分散式原料资源就地利用。
附图说明：
图1是本发明构造示意图；
图2是本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
本发明智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，包括依次连接的进料斗1、储料罐4和带有物料推进装置的微波反应器7，微波反应器7与若干组微波发生器8连接，微波反应器还设有裂解气体排出口A和固体残渣排出口B。
上述裂解气体排出口A经过滤器10与风冷式冷凝器11连接。
上述风冷式冷凝器进风口C与风机18连接，风冷式冷凝器热风排出口D与进料斗1连接，风冷式冷凝器11还设有与储油罐12连接的排油管路E。
上述排油管路E的另一路与水式冷凝器13连接。
上述水式冷凝器13与循环冷凝水路连接，循环冷凝水路包括依次连接的水泵16和水池17。
上述水式冷凝器13还设有与储油罐12连接的第二排油管路F，第二排油管路F的另一路经罗茨风机15与储气罐连接。
上述固体残渣排出口B与储渣罐19连接。
上述进料斗与储料罐之间，储料罐与微波反应器之间分别设有电动碟阀2和电动插板阀5，以及料位感应开关3、6，以实现电动碟阀2和电动插板阀5联动开关。
上述固体残渣排出口A与储渣罐19的连接管路盘绕在储料罐4与微波反应器7之间的连接管路上以对物料进行二次预热。
上述微波反应器上设有6组微波裂解发生器8和6组测温器9。
本发明智能化生物质及其废弃物连续微波裂解装置的工作原理：
首先生物质及其废弃物的物料由螺杆推进的方式或真空吸料送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；当料位开关3感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动插板阀5后，启动电动蝶阀2，将预热好的物料进入储料罐4；当料位开关3感应到有料时，关闭电动蝶阀2，打开电动插板阀5；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，又自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示。
物料进入反应器前，采用微波反应器7出来的高温固体渣的热量，对物料进行二次预热，物料通过螺旋输送机进入反应器7。
微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定。当温度到达所设定值时，微波发生器8就关闭。每个点所设定温度值根据生物质及其废弃物的种类而定，所设定温度为200-600℃。物料的处理量为10-5000吨/小时。
微波反应器7为圆柱形夹套，材料可以采用不锈钢材料、陶瓷材料、玻璃材料、工程塑料等耐高温材料制品。反应器耐温1000℃，要有足够的机械强度，保温性能和密封性能良好，耐酸碱，内胆光亮，方便清洁，微波窗口拆洗便捷，经常拆卸部分设计为快开结构，专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。
微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定。一般选用微波频率为2450Hz与915Hz，每组微波的功率为1-50KW。
在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收。
高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收。
经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。
储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口，整个装置可实现智能化。
整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.005～-0.05 MPa，严禁空气进入系统内；稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
本发明技术利用智能化微波高温催化裂解技术，处理固体有机废弃物，把固体有机废弃物裂解为20－30%的气体、30－60%的液体和15－35%固体。其中气体基本上为小分子物质（氢气、一氧化碳、甲烷）和少量短碳链碳氢化合物，具有很好的可燃性，可用来燃烧发电供系统本身使用；液体为生物质原油，既是很好的燃料，又可提炼成高价值的化学制品；固体中含有N、P、K等元素，可作为无机肥料返回田地，完全实现生物质及其废弃物资源的资源化、无害化。
此外，本发明的微波裂解技术具有利用效率很高，物质升温非常迅速、无滞后效应和无污染、可精确地控制裂解温度，使反应处在放热反应过程，大大节约能源，对物料的颗粒大小无严格要求，本发明装置，设备可小型化，特别适用于我国原料资源丰富而分散的特点，在全国广大农村推广，从而实现分散式原料资源就地利用。
实施例1：微波裂解装置裂解玉米芯
1．原料预处理：先将玉米芯原料切成长度为8cm长，并晒干，控制水分含量在15%以下，共1000kg物料。
2．微波裂解玉米芯：关闭电动蝶阀2，将预处理后的玉米芯由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用不锈钢材料材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为120kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度510℃，下限温度460℃）、Ⅱ组（上限温度460℃，下限温度360℃）、Ⅲ组（上限温度360℃，下限温度240℃）、Ⅳ组（上限温度240℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为2450Hz ，每组微波的功率为2KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解玉米芯的所产生的残渣210kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为550kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为340kg。
13．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
14．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.020MPa，严禁空气进入系统内；
15．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例2：微波裂解装置裂解玉米秸秆
1．原料预处理：先将玉米秸秆原料切成长度为6-8cm长，并晒干，控制水分含量在15%以下，共1000kg物料。
2．微波裂解玉米秸秆：关闭电动蝶阀2，将预处理后的玉米秸秆由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用耐高温的陶瓷材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为150kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度520℃，下限温度470℃）、Ⅱ组（上限温度470℃，下限温度370℃）、Ⅲ组（上限温度370℃，下限温度240℃）、Ⅳ组（上限温度240℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为2450Hz ，每组微波的功率为2.5KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解玉米秸秆的所产生的残渣205kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为530kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为265kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.020MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例3：微波裂解装置裂解棉花秆与棉子壳混合物
1．原料预处理：先将棉花秆原料切成长度为8cm长，并晒干，与干的棉子壳按1:1比例混合，控制水分含量在15%以下，共2000kg物料。
2．微波裂解棉花秆与棉子壳混合物：关闭电动蝶阀2，将预处理后的棉花秆与棉子壳混合物由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用不锈钢材料材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为300kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度515℃，下限温度450℃）、Ⅱ组（上限温度450℃，下限温度350℃）、Ⅲ组（上限温度350℃，下限温度240℃）、Ⅳ组（上限温度240℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为915Hz ，每组微波的功率为3KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解棉花秆与棉子壳混合物的所产生的残渣310kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为1250kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为460kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.025MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例4：微波裂解装置裂解污泥和煤炭混合物
1．原料预处理：先将城市污水污泥与锯末按10：1的比例混合均匀，再进行干燥或日晒处理，控制水分含量为16%，共2000kg物料。
2．微波裂解城市污水污泥与锯末：关闭电动蝶阀2，将预处理后的城市污水污泥与锯末由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用耐高温的陶瓷材料，内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为200kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度550℃，下限温度470℃）、Ⅱ组（上限温度470℃，下限温度370℃）、Ⅲ组（上限温度370℃，下限温度250℃）、Ⅳ组（上限温度250℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为915Hz ，每组微波的功率为3KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解玉米芯的所产生的残渣1460kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为180g；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解城市污水污泥与锯末所得到的气体约为360kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.015MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例5：微波裂解装置裂解废弃轮胎
1．原料预处理：先将废弃轮胎粉碎成长度为5cm的方块。共3000kg物料。
2．微波裂解废弃轮胎：关闭电动蝶阀2，将预处理后的废弃轮胎由真空吸料送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用不锈钢材料材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为300kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度450℃，下限温度400℃）、Ⅱ组（上限温度400℃，下限温度320℃）、Ⅲ组（上限温度320℃，下限温度260℃）、Ⅳ组（上限温度260℃，下限温度160℃）、Ⅴ组（上限温度160℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为915Hz ，每组微波的功率为3KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解废弃轮胎的所产生的残渣150kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为2250kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为600kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.020MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例6：波裂解装置裂解油菜粕
1．原料预处理：先将油菜粕原料粉碎成直径为6cm颗粒，控制水分含量在15%以下，共1000kg物料。
2．微波裂解油菜粕：关闭电动蝶阀2，将预处理后的油菜粕由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用不锈钢材料材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为120kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度500℃，下限温度450℃）、Ⅱ组（上限温度450℃，下限温度350℃）、Ⅲ组（上限温度350℃，下限温度240℃）、Ⅳ组（上限温度240℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为2450Hz ，每组微波的功率为2KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解油菜粕的所产生的残渣200kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为630kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为270kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.010～-0.015MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
实施例7波裂解装置裂解甜高粱渣
1．原料预处理：先将甜高粱渣原料切成长度为8cm长，并晒干，控制水分含量在15%以下，共2000kg物料。
2．微波裂解甜高粱渣：关闭电动蝶阀2，将预处理后的甜高粱渣由螺杆推进的方式送入进料斗1，由高温裂解气通过风式冷凝器11所产生的热量对物料进行预热；
3．当料位开关3感应到没有物料时，关闭电动插板阀5，打开电动蝶阀2，把预热好的物料进入储料罐4；当料位开关6感应到储料罐4没有物料时，自动关闭电动蝶阀2，启动电动插板阀5，把预热好的物料从储料罐4经热交换器进入带有螺旋输送机的微波反应器7，螺旋输送机同时启动。整个进料为全自动控制，电动蝶阀2与电动插板阀5实现互锁，保证外界空气无法进入反应器7。进料速率及物料在反应器内通过的时间可在主控台前触摸屏上显示；
4．微波发生器8所产生的微波源通过波导管进入微波反应器7。当微波反应器7中的物料吸收微波后温度升高，反应器中物料的温度可以通过测温器9来测定；
5．微波反应器7为圆柱形夹套，材料采用不锈钢材料材料。内部是专业设计的螺旋结构保证物料输送时兼有翻转功能，使热解更均匀，输送速度变频调节。物料的处理量为120kg/小时。
6．微波发生器共有6组，同时设有6个测温器来测定，从上到下分别为：Ⅰ组（上限温度520℃，下限温度470℃）、Ⅱ组（上限温度470℃，下限温度370℃）、Ⅲ组（上限温度370℃，下限温度240℃）、Ⅳ组（上限温度240℃，下限温度150℃）、Ⅴ组（上限温度150℃，下限温度50℃）和Ⅵ组（上限温度110℃，下限温度25℃）。一般选用微波频率为2450Hz ，每组微波的功率为2KW；
7．在微波反应器7与微波发生器8之间配置能够穿透微波的耐高温密封片，保证连续进料时反应器7内的高温气体不会返窜至微波发生器8。
8．玉米芯物料在缺氧条件下快速裂解为高温裂解气和生物残渣。生物残渣通过上端的溢出口进入储料罐4下方，对物料进行预热，由于重力作用进入储渣罐19，实现生物质残渣热量回收；裂解甜高粱渣的所产生的残渣180kg；
9．高温裂解气经过滤器10后进入风式冷凝器11。冷却所需的空气由风机18鼓进冷凝器11，部分高沸点的生物质原油被冷凝流入储油罐12；
10．通过热交换使冷凝尾气的温度升高，利用冷凝尾气对物料进行流化，实现冷却尾气的热量回收；
11．经风式冷凝器11冷凝后没有冷凝的气体进入水式冷凝器13，冷凝器13所需的冷却水由水泵16从带冷凝器的水池17泵入冷凝器13。热裂解气被冷凝后形成液体流入储油罐14，经过两次冷凝共收集得到的生物质原油为560kg；
12．不可冷凝的气体经洗气、干燥器等处理后由罗茨风机15带入储气罐，再经燃气发电机进行发电，发电给整个系统使用，或者直接燃烧供热。裂解玉米芯所得到的气体约为360kg。
12．储料罐、储渣罐、储油罐能实现可视化，配置热解产物中汽、液、固体样品的采集口；
13．整个系统通过罗茨风机15保持相对封闭的负压状态，工作压力控制在-0.015～-0.025MPa，严禁空气进入系统内；
14．稳定工作后实现热解产生的液体、气体和残渣所产生的热量进行回收循环使用，用来对物料的预热。
Claims (10)
1.一种智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：包括依次连接的进料斗、储料罐和带有物料推进装置的微波反应器，所述微波反应器与微波发生器连接，所述微波反应器还设有裂解气体排出口和固体残渣排出口。
2.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述裂解气体排出口经过滤器与风冷式冷凝器连接。
3.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述风冷式冷凝器进风口与风机连接，风冷式冷凝器热风排出口与进料斗连接，所述风冷式冷凝器还设有与储油罐连接的排油管路。
4.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述排油管路的另一路与水式冷凝器连接。
5.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述水式冷凝器与循环冷凝水路连接，所述循环冷凝水路包括依次连接的水泵和水池。
6.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述水式冷凝器还设有与储油罐连接的第二排油管路，第二排油管路的另一路经罗茨风机与储气罐连接。
7.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述固体残渣排出口与储渣罐连接。
8.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述进料斗与储料罐之间，储料罐与微波反应器之间分别设有电动碟阀和电动插板阀，以及料位感应开关，以实现电动碟阀和电动插板阀联动开关。
9.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：固体残渣排出口与储渣罐的连接管路盘绕在储料罐与微波反应器之间的连接管路上以对物料进行二次预热。
10.根据权利要求1所述的智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置，其特征在于：所述微波反应器上设有1-10组微波裂解发生器和1-10组测温器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110032568.8A CN102071042B (zh) | 2011-01-30 | 2011-01-30 | 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110032568.8A CN102071042B (zh) | 2011-01-30 | 2011-01-30 | 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102071042A true CN102071042A (zh) | 2011-05-25 |
| CN102071042B CN102071042B (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=44029803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110032568.8A Expired - Fee Related CN102071042B (zh) | 2011-01-30 | 2011-01-30 | 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102071042B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103121030A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 陈自强 | 生物质热爆裂变机 |
| CN103316890A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 生物质负压降解预处理装置 |
| CN104150179A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 刘建波 | 废轮胎微波裂解装置接触式封闭进出料组合阀 |
| CN104759446A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 广东新优威印刷装备科技有限公司 | 一种蓄热式微波处理废物或煤炭的方法 |
| CN104946280A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-30 | 江苏大学 | 一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置 |
| CN105694926A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-06-22 | 何勇 | 生活垃圾干馏转化处理系统 |
| CN109082287A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-25 | 北京科技大学 | 应用微波技术进行畜禽粪便干燥与热解处理的一体化装置 |
| CN109097078A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-28 | 河南博顿生物科技有限公司 | 一种农作物秸秆炭化制备生物质燃料的方法 |
| CN110756544A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 福建美天环保科技有限公司 | 生活垃圾微波催化分解处理系统 |
| CN112375578A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-19 | 南京农业大学 | 一种可连续进料的微波裂解系统 |
| CN114508755A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-05-17 | 北京创臻环境技术有限公司 | 一种有机固废自热式低温热解设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2052055U (zh) * | 1988-12-17 | 1990-01-31 | 司承瑞 | 甲醇裂解燃烧装置 |
| CN1844317A (zh) * | 2006-04-30 | 2006-10-11 | 何仁 | 生物质油的制备工艺及其装置 |
| CN101560404A (zh) * | 2008-04-15 | 2009-10-21 | 上海鸿泽企业发展有限公司 | 一种微波热解制备生物质油的方法 |
-
2011
- 2011-01-30 CN CN201110032568.8A patent/CN102071042B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2052055U (zh) * | 1988-12-17 | 1990-01-31 | 司承瑞 | 甲醇裂解燃烧装置 |
| CN1844317A (zh) * | 2006-04-30 | 2006-10-11 | 何仁 | 生物质油的制备工艺及其装置 |
| CN101560404A (zh) * | 2008-04-15 | 2009-10-21 | 上海鸿泽企业发展有限公司 | 一种微波热解制备生物质油的方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103121030A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 陈自强 | 生物质热爆裂变机 |
| CN103316890A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 生物质负压降解预处理装置 |
| CN103316890B (zh) * | 2013-06-05 | 2015-07-29 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 生物质负压降解预处理装置 |
| CN104150179A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 刘建波 | 废轮胎微波裂解装置接触式封闭进出料组合阀 |
| CN104759446A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 广东新优威印刷装备科技有限公司 | 一种蓄热式微波处理废物或煤炭的方法 |
| CN104946280A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-30 | 江苏大学 | 一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置 |
| CN105694926A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-06-22 | 何勇 | 生活垃圾干馏转化处理系统 |
| CN110756544A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 福建美天环保科技有限公司 | 生活垃圾微波催化分解处理系统 |
| CN109082287A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-25 | 北京科技大学 | 应用微波技术进行畜禽粪便干燥与热解处理的一体化装置 |
| CN109097078A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-28 | 河南博顿生物科技有限公司 | 一种农作物秸秆炭化制备生物质燃料的方法 |
| CN112375578A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-19 | 南京农业大学 | 一种可连续进料的微波裂解系统 |
| CN114508755A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-05-17 | 北京创臻环境技术有限公司 | 一种有机固废自热式低温热解设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102071042B (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102071042B (zh) | 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置 | |
| CN101818080B (zh) | 一种通过热解将生物质制造合成气的工艺方法及系统 | |
| CN100549131C (zh) | 生物质分级控温慢速热解工艺及其系统 | |
| CN102559220B (zh) | 精确控制的生物质燃气、生物质炭制备系统 | |
| WO2014146205A1 (en) | Gas collection apparatus | |
| CN102205341A (zh) | 智能化固体有机废弃物微波裂解系统及其生产工艺 | |
| CN103894393B (zh) | 一种餐厨垃圾水热处理方法及装置 | |
| CN102604656A (zh) | 一种蓄热式生物质热解方法及其系统 | |
| CN102311743A (zh) | 生物质微波裂解循环综合处理方法和设备 | |
| CN104028547A (zh) | 一种城市生活垃圾极度减量化和高度资源化处理过程和装备 | |
| CN101531910A (zh) | 生物质快速热解液化系统 | |
| CN110184080A (zh) | 一种熔盐热解沼渣并制备苯酚类化合物的工艺及装置 | |
| CN102108302A (zh) | 一种水生植物快速裂解制备生物油的方法 | |
| Capareda | Biomass energy conversion | |
| CN105710114B (zh) | 一种生活垃圾及农林废弃物炭化循环综合处理系统及方法 | |
| CN104560072A (zh) | 有机废弃物热解系统和热解方法 | |
| CN1962818B (zh) | 快速热裂解技术制取生物质油的方法 | |
| CN202193756U (zh) | 生物质微波裂解循环综合处理设备 | |
| CN104232121B (zh) | 有机物料干馏裂解气化炉及有机物料处理方法 | |
| CN103666516A (zh) | 生物质油的制备工艺 | |
| CN107245435B (zh) | 一种难生化有机固废热解-生化耦合产甲烷的装置与方法 | |
| EP3031880A1 (en) | Dry distillation reactor and method for raw material of hydrocarbon with solid heat carrier | |
| CN102071041A (zh) | 一种连续快速裂解菌菇类废弃物制备生物油的方法 | |
| CN214457774U (zh) | 移动式农林秸秆微波辅助快速热解多联产的装置 | |
| CN201198470Y (zh) | 生物质快速热解液化系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140507 Termination date: 20190130 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |