CN103614154A - 生态油制备系统 - Google Patents

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常厚春
马革
杨红斌
刘巍
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生态油制备系统，包括用于发生裂解产生生物质燃气和炭的反应器、对生物质气冷凝获得生态油的冷凝器、继续燃烧生物质炭以加热循环介质的加热器，还包括列管换热装置，所述加热器输出高温余热烟气经列管换热器后排出低温烟气，所述冷凝器输出低温循环气经列管换热器后输出高温循环气给反应器，所述列管换热装置将常温空气加热后输出给加热器。在加热器的余热烟气出口连接列管换热装置，使烟气的热量得以循环利用，减少了能源的消耗。

Description

生态油制备系统
技术领域
本发明属于液化技术领域，具体是涉及一种将生物质燃料转化成生态油的系统。
背景技术
中国专利文献号CN101974346A公开了一种生态油的制备方法，其说明书记载了生态油制备系统，主要包括反应器、气固分离器、冷凝器等设备。气固分离器将反应器反应产生的生物质炭输送给加热器，生物质炭在加热器继续燃烧以加热循环介质，高温的循环介质返回给反应器循环利用，同时，冷凝器对反应器反应产生的生物质燃气中分离出循环气（不可凝燃气），循环气被加热器加热后返回给反应器循环利用，节省了能源，体现了资源循环利用理念。但是，加热器不可避免地会产生余热烟气，且现有生态油制备系统并未设置循环利用余热烟气的设备，仍造成了能源浪费。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种有效循环利用加热器产生的余热烟气补给反应器，以减少能源消耗的生态油制备系统。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：生态油制备系统，包括用于发生裂解产生生物质燃气和炭的反应器、对生物质气冷凝获得生态油的冷凝器、继续燃烧生物质炭以加热循环介质的加热器，还包括列管换热装置，所述加热器输出高温余热烟气经列管换热器后排出低温烟气，所述冷凝器输出低温循环气经列管换热器后输出高温循环气给反应器，所述列管换热装置将常温空气加热后输出给加热器。
进一步地：所述列管换热装置由至少两级直立并列连通的换热器和在相邻两个换热器之间连接的至少一个横卧设置的除灰罐构成，所述除灰罐上部通过开口连接换热器，所述一级换热器连接空气预热器；
所述加热器输出高温余热烟气经空气预热器和两级换热器后排出低温烟气，所述冷凝器输出低温循环气经两级换热器后输出高温循环气给反应器，所述空气预热器将常温空气加热后输出给加热器。
与现有技术相比，本发明生态油制备系统，由于在加热器的余热烟气出口连接列管换热装置，使烟气的热量得以循环利用，减少了能源的消耗。
附图说明
图1为生态油制备系统的示意图
图2为列管换热装置的结构示意图
具体实施方式
如图1所示，生态油制备系统由：反应器、气固分离器、旋风除尘器、一级冷凝器、二级冷凝器、板式加热器、加热器和列管换热装置组成。
反应器是生物质燃料气化反应的设备，生物质燃料在反应器内处于500℃条件下发生热解反应，产生了生物质燃气、生物质炭和灰分。生物质燃气分为裂解气（可凝燃气）和循环气（不可凝燃气）。
气固分离器将作为气体的生物质燃气与作为固体的生物质炭、灰分和循环介质分离。生物质燃气和灰分进入旋风除尘器。生物质炭和循环介质进入加热器。
旋风除尘器进一步除去生物质燃气中挟带的灰分和炭。
一级冷凝塔和二级冷凝塔将450℃左右的生物质燃气迅速冷却到80℃以下后，裂解气被液化成生态油，而循环气进入列管换热装置。
加热器对生物质炭继续燃烧产生热能，用以加热循环介质，再将循环介质返回给反应器以补充因在反应器内参与物料热解而消耗的循环介质的热量。通过控制循环介质的输入量，可以调节反应器的反应温度。
列管换热器充分利用了加热器产生的余热烟气加热冷凝器置换出的循环气，再将高温循环气返回到反应器循环利用，同时转换出高温空气返回给加热器循环利用。如图2所示，列管换热装置由生物质余热烟气利用装置由除灰罐1、一级换热器2、二级换热器4、空气预热器3组成。除灰罐呈中空结构，横卧设置，其上部和下部均开设两个开口，上部开口分别连接并列且直立布置的一级换热器和二级换热器，下部开口连接排灰设备。一级换热器2的上部设置有与反应器连通的循环气出口，二级换热器的上部设置有与冷凝器连通的循环气进口，一级换热器和二级换热器的下部相互连通。二级换热器上端具有出气腔6。一级换热器上端连接空气预热器3，空气预热器3上部开设有与加热器连通的空气出口而下部具有空气进口。空气预热器的作用是防止高温的余热烟气对一级换热器造成损伤。空气预热器3上端设置有与加热器连通的进气腔5。
制备生态油的工作流程进行详述：首先，经过粉碎和干燥后的生物质物料进入储料仓，由螺旋进料器推送入反应器中，由启动器启动反应器工作，在500℃的高温下，生物质物料充分热解反应，产生生物质气体和生物质固体颗粒（生物质可燃炭和灰分）的生物质混合物；接着，含有循环介质的生物质混合物依次进入气固分离器和旋风分离器分离出生物质气体和生物质颗粒、生物质炭灰，生物质气体进入冷凝塔，而生物质固体颗粒和循环介质进入加热器加热后作为循环介质循环进入反应器以循环利用；接着，生物质气体在两级串联的冷凝塔中被迅速冷凝至80℃以下液化成生物质油，其中一部分含有循环气的生物质油进入油气分离器，而另一部分生物质油进入储油罐中并由板式换热器进一步降温至50℃以下，以便供冷凝塔循环利用；接着，含循环气的生物质油经过气油分离器继续分离出循环气即成为成品的生态油至储油室；接着，循环气由列管换热装置加热成为300℃以上，后送入加热器提供热能循环利用。
列管换热器的热量来源于加热器产生的高温余热烟气。800℃余热烟气由空气预热器的进气腔输入，沿着空气预热器和一级换热器内部的列管往下流动，经过一级换热器后进入除灰罐时，灰分和未燃尽的炭在重力作用下掉下，而干净的余热烟气继续沿着二级换热器内部的列管向上流动，从出气腔排出。烟气流动的同时，由空气预热器的空气进口输入常温空气向上流动与列管内的烟气热交换产生热空气从空气出口输出至加热器内循环利用，并且同时，由二级换热器的循环气进口输入50℃左右循环气，沿着二级换热器内腔往下，而后进入一级换热器内腔转为向上流动与列管内的烟气热交换产生热循环气，由循环气出口输出至反应器内循环利用。通过一系列的热交换过程，空气预热器输出450℃左右热空气补给加热器，一级换热器输出300℃左右高温循环气补给反应器，二级换热器排出150℃左右低温烟气。

Claims (2)

1.一种生态油制备系统，包括用于发生裂解产生生物质燃气和炭的反应器、对生物质气冷凝获得生态油的冷凝器、继续燃烧生物质炭以加热循环介质的加热器，其特征在于：还包括列管换热装置，所述加热器输出高温余热烟气经列管换热器后排出低温烟气，所述冷凝器输出低温循环气经列管换热器后输出高温循环气给反应器，所述列管换热装置将常温空气加热后输出给加热器。
2.根据权利要求1所述的生态油制备系统，其特征在于：所述列管换热装置由至少两级直立并列连通的换热器和在相邻两个换热器之间连接的至少一个横卧设置的除灰罐构成，所述除灰罐上部通过开口连接换热器，所述一级换热器连接空气预热器；
所述加热器输出高温余热烟气经空气预热器和两级换热器后排出低温烟气，所述冷凝器输出低温循环气经两级换热器后输出高温循环气给反应器，所述空气预热器将常温空气加热后输出给加热器。
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