CN104017590B - 一种农林生物质连续热解炭化方法 - Google Patents

一种农林生物质连续热解炭化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104017590B
CN104017590B CN201410290296.5A CN201410290296A CN104017590B CN 104017590 B CN104017590 B CN 104017590B CN 201410290296 A CN201410290296 A CN 201410290296A CN 104017590 B CN104017590 B CN 104017590B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyrolysis
gas
carbonizing apparatus
biomass
agricultural
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.)
Active
Application number
CN201410290296.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104017590A (zh
Inventor
蒋恩臣
王明峰
郭信辉
许细微
史冬冬
李世博
张世军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Agricultural University
Original Assignee
South China Agricultural University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Agricultural University filed Critical South China Agricultural University
Priority to CN201410290296.5A priority Critical patent/CN104017590B/zh
Publication of CN104017590A publication Critical patent/CN104017590A/zh
Priority to PCT/CN2015/075784 priority patent/WO2015196841A1/zh
Priority to US15/322,128 priority patent/US10253263B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN104017590B publication Critical patent/CN104017590B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/18—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge
    • C10B47/20—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge according to the moving bed type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
    • C10B47/44—Other processes in ovens with mechanical conveying means with conveyor-screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/02—Multi-step carbonising or coking processes
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

本发明属于生物质能源利用领域，公开了一种农林生物质连续热解炭化方法。包括以下步骤：将生物质原料送至干燥箱进行干燥；然后输入连续热解装置中进行热解，得到热解半焦和热解挥发物；再将热解半焦输送至炭化装置进行炭化，得到生物质炭和半焦炭化后挥发物；随后将热解挥发物和半焦炭化后挥发物排出，冷却，得到焦油、木醋液以及热解气；将热解气输入燃烧装置中进行燃烧，得到高温烟气；最后将高温烟气输入热解装置和炭化装置，进行供热，再将供热后的烟气输送至干燥箱中，排出尾气。本法实现生物质连续、稳定热解炭化，热解阶段和炭化阶段在同一系统中分步完成，输送效率得到显著提高；反应条件稳定可控、能源利用率高。

Description

一种农林生物质连续热解炭化方法
技术领域
本发明属于生物质能源利用领域，具体涉及一种农林生物质连续热解炭化方法。
背景技术
我国农林生物质资源丰富，生物质能的利用一直以直接燃烧为主，不仅热效率低下，而且伴随着大量的烟尘和余灰的排放，严重污染了环境。近年来，随着农村经济的发展和人民生活水平的提高，大多数农民倾向于使用方便的高档能源，大量作物秸秆成为废弃物，被遗弃在田间地头，甚至就地焚烧，不仅造成了资源的极大浪费，而且对环境和公共交通安全造成巨大威胁，成为阻碍农村经济和社会进步的重要因素之一。
通过热解技术，在高温、缺氧的条件下可将生物质转化为半焦、可燃气、焦油和木醋液，是一种清洁、高效的生物质能源转化技术，其中热解反应器是实现转化的关键部分。目前，生物质热解反应器主要有固定床、流化床、回转窑和螺旋热解反应器等多种类型，其中，螺旋热解反应器具有结构简单、反应条件易于操控、能够实现连续稳定作业的优点。
专利CN101486921A公开了一种带有柔性螺旋输送的生物质连续热解炭化装置，生物质原料在带有螺旋送料器的热解管内输送并完成干燥、预炭化、炭化和煅烧反应完，成炭化过程，生成的生物质炭排出反应器后冷却收集或做进一步加工处理，由于生物质炭化反应过程慢、时间长，因此需要在热解管内需要停留足够的时间才能使原料炭化充分，螺旋热解反应器的处理能力受到很大限制，难以提高处理效率。
专利申请CN102226092A公开了一种农林废弃物低温热解炭化方法及其炭化炉装置，其处理过程为：经过预处理的生物质原料送入干燥装置进行干燥处理，将干燥后的生物质输送进入生物质热解炭化装置，同时通入N2，逐步完成生物质低温热解炭化过程，并生成热解气、生物质焦油和生物质炭，其特点是生物质热解炭化温度较低，在200～300℃之间，与专利CN101486921A一样，炭化过程全部在螺旋推送式送料过程中完成，处理效率较低，反应过程需要通入N2维持厌氧的反应环境，提高了生产成本。
专利CN102634358A公开了一种高效可择热解系统及其使用方法，其系统组成包括炉体、干馏釜、燃气喷嘴与冷却装置，属固定床热解工艺，在该工艺过程中，首先将干燥过的生物质原料送入干馏釜，在干馏釜内物料需经历热解干燥阶段、预炭化阶段、热解炭化阶段和冷却收炭阶段，其中，热解干燥阶段加热时间为10～20分钟，预炭化阶段加热时间为30～45分钟，热解炭化阶段加热时间为1～2小时，原料完成炭化的时间长，尽管设置了多个燃气喷嘴，在一定程度上提高了反应釜内温度均匀性，但在反应釜内，横向和纵向上均会出现温度梯度，影响热解炭品质的均一性，冷却收炭阶段不仅耗时，而且能量也未得到有效利用。
发明内容
为了克服现有连续热解技术工艺和装置中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种快速高效、生物质连续热解炭化、反应条件稳定可控的农林生物质连续热解炭化方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种农林生物质连续热解炭化方法，采用连续热解工艺对生物质进行初步热解，再采用固定床炭化工艺对初步热解的产物热解半焦进行充分炭化，具体包括以下步骤：
(1)将生物质原料由加料装置输送至干燥箱中进行干燥；
(2)将干燥后的生物质原料由送料装置输入连续热解装置中进行热解，所得产物为热解半焦和热解挥发物；
(3)将热解半焦输送至炭化装置进行炭化，得到生物质炭和半焦炭化后挥发物；收集生物质炭；
(4)将热解挥发物和半焦炭化后挥发物排出，冷却，得到焦油、木醋液以及热解气，收集焦油和木醋液；
(5)将热解气输入燃烧装置中进行燃烧，得到高温烟气；
(6)将高温烟气通过分配阀分别输入热解装置和炭化装置，向热解装置和炭化装置供热，再将供热后的烟气输送至干燥箱中，从而干燥生物质原料，最后排出尾气。
步骤(2)所述热解和步骤(3)中所述炭化是连续分步进行的，物料进入热解装置后边热解边被输送至炭化装置进行炭化。
步骤(1)中所述生物质原料为有机生物质原料，包括农作物秸秆、谷壳、木屑、树叶、树叶枝杈；所述干燥温度小于200℃，干燥时间为10～30min。
步骤(2)中所述热解温度为400～600℃，所述热解时间为3～8min。
步骤(3)中所述炭化温度为500～800℃，所述炭化时间≤30min。
步骤(1)中所述干燥介质为向热解装置和炭化装置供热后的烟气，该烟气向热解装置和炭化装置供热后进入干燥箱中干燥原料；所述的烟气为生物质原料热解炭化后所得到的热解气燃烧后的产物。
步骤(3)中所述生物质炭由炭化装置输送至储炭装置，自然冷却，排出。
步骤(4)中所述热解挥发物和半焦炭化后挥发物共同从炭化装置排出进入冷凝器进行冷凝。
实现所述农林生物质连续热解炭化方法的装置为农林生物质连续热解炭化装置，所述装置包括加料装置、热解装置、炭化装置以及为热解装置和炭化装置加热的加热装置；所述热解装置包括热解炉、贯穿热解炉的热解管以及设置在热解管内的螺旋输送器；所述热解管输出端与炭化装置相连；所述炭化装置包括壳体以及换热管，所述换热管设置在壳体内。
所述热解炉内设有隔板，延长烟气传播路径增强换热效果。
所述加热装置包括燃烧炉、油气燃烧器以及分配阀；所述燃烧炉设置在热解炉的内部，所述油气燃烧器设置在燃烧炉外侧；所述分配阀具有热量输入口、两个热量输出口以及分配气体的阀门；所述分配阀热量输入口与燃烧炉的烟气输出口连接，所述分配阀两个热量输出口分别与热解装置中热解炉和炭化装置中换热管相连。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括干燥箱、热解入料料斗和输送机构；所述干燥箱的物料输入端与加料装置输出端相连，干燥箱的物料输出端与输送机构输入端连接；所述输送机构的输出端与热解入料料斗的输入端相连，所述热解入料料斗的输出端与热解管输入端连接；
所述干燥箱的干燥介质输入口通过管道与热解炉连接。
所述炭化装置中换热管输入口与分配阀的热量输出口连接，所述换热管输出口与干燥箱的干燥介质输入口连接。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括冷凝器、液体收集箱；所述冷凝器物料输入口与炭化装置相连，所述冷凝器液体输出口与液体收集箱输入口连接，所述冷凝器气体输出口与油气燃烧器的气体燃料供应口相连。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括储气罐和三通阀；所述储气罐进气口、冷凝器气体输出口与油气燃烧器的气体燃料供应口通过三通阀相连，所述储气罐出气口与油气燃烧器的气体燃料供应口连接。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括储油箱；所述储油箱的输出端与油气燃烧器的液体燃料输入端连接。
所述加料装置包括入料料斗和提料器，所述提料器的输出端与干燥箱物料输入端连接，所述提料器的输入端设置有所述入料料斗。
所述炭化装置底部设置有储炭箱，所述储炭箱设有储炭箱进口密封阀和储炭箱出口密封阀。
所述储气罐进气口设有进气泵，所述储气罐出气口设有气体控制阀。
所述干燥箱设有干燥引风机、干燥鼓风机和干燥箱密封阀；所述干燥箱密封阀设置在干燥箱和输送机构之间。干燥箱密封阀开启时，干燥鼓风机停止工作，防止空气进入连续热解炭化装置内。
所述提料器向上倾斜，倾斜角度为30～60°；所述提料器进料端设有提升电机。
所述螺旋输送器为变螺距螺旋输送器，进料端螺旋的螺距较小；随着物料向前输送，在温度为150～250℃范围内，螺旋螺距逐步变大，以防止物料粘结，在250℃到反应终温范围内，螺旋螺距保持恒定；物料在热解管内为半充满状态，有利于热解挥发性产物排出。(采用温度的范围确定不同螺距螺旋的长度。)
所述分配阀控制燃油或热解气燃烧产生的高温烟气，通过分配阀分配进入热解装置和炭化装置的高温烟气量比例，从而控制热解装置和炭化装置内部温度；热解气燃烧产生的高温烟气与热解装置的热解管进行热交换将热解管加热，根据不同物料特性，热解时间由输送电机和螺旋输送器控制。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明可以高效快速实现生物质连续、稳定热解炭化，生物质热解阶段和炭化阶段在同一系统中分步完成，在连续热解装置内完成初步热解，将大部分挥发分析出，炭化过程在炭化装置内进行，去除半焦中残留的部分挥发分获得品质均匀的生物炭，由于不需要在连续热解管内完成炭化，因此输送效率得到显著提高，进而大幅提高热解系统的处理效率。
(2)生物质在一个反应系统内通过两步法完成热解和炭化，采用两个独立、可控的热解装置和炭化装置，可根据原料和产物品质的需要调节热解和炭化的温度、时间等系统运行参数，进而控制三态产物的产物分布和产物品质。
(3)该方法对生物质的尺寸和水分含量适应性强，连续热解炭化装置利用原料自身能量，对生物质进行干燥，降低了进入热解装置内物料水分，使系统对高湿度物料具有较好的适应性，利用生物质原料的吸附特性对热解气燃烧产物中有机挥发物、粉尘进行过滤，使排放烟气得到净化。
附图说明
图1为本发明农林生物质连续热解炭化方法的工艺流程图；
图2为农林生物质连续热解炭化装置示意图；其中，1-入料料斗；2-提料器；3-干燥箱；4-干燥引风机；5-干燥密封阀；6-输送机构；7-干燥鼓风机；8-炭化装置；9-换热管；10-储炭箱进口密封阀；11-冷凝器；12-气体控制阀；13-储气罐；14-进气泵；15-三通阀；16-排液阀；17-液体收集箱；18-储炭箱出口密封阀；19-储炭箱；20-储油箱；21-油气燃烧器；22-燃烧炉；23-热解管；24-分配阀；25-隔板；26-热解炉；27-螺旋输送器；28-输送电机；29-热解入料料斗；30-提升电机。
具体实施方式
下面结合实施例以及附图对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
农林生物质连续热解炭化方法，包括下述步骤：系统启动时通过储油箱中燃油或储气罐内热解气供热，待温度达到设定温度后开始进料。
生物质原料经入料料斗由提料器输送到干燥箱内，利用已经向热解装置和炭化装置供热的烟气干燥原料，干燥后的物料由输送机构送入热解入料料斗，再由热解管内的热解螺旋送料器输送至炭化装置，热解管内温度一般为400～600℃，因此生物质原料在热解管内边热解边被螺旋输送器输送至炭化装置中，即在输送过程中生物质原料完成初级热解，热解挥发物和半焦都被送至炭化装置，炭化装置温度一般在500～800℃，半焦在炭化装置内进行充分炭化后(炭化时间为10～30min)生成生物质炭，此时，炭化装置和储炭箱之间的密封阀开启，生物质炭落入储炭箱，冷却(自然冷却)后排出；热解管和炭化装置内生成的挥发性产物由炭化装置顶部排出，进入冷凝处理后得到焦油、木醋液和热解气产物，焦油、木醋液被收集下来，热解气通过管道进入燃烧炉内燃烧，产生的高温烟气通过加热装置中分配阀按适当比例进入炭化装置中换热管和热解装置中热解炉供热，热解装置和炭化装置内排出的烟气用于干燥原料水分后排出。当热解装置和炭化装置内的温度达到设定温度后，热解气通过三通阀由进气泵泵入储气罐备用。当生成的热解气不足以给热解装置和炭化装置提供足够的热量时，储气罐内热解气通过气体控制阀进入油气燃烧器通过油气燃烧器的点火装置在燃烧炉内燃烧补充相应热量。其工艺流程图如图1所示。
农林生物质连续热解炭化装置示意图如图2所示：
所述农林生物质连续热解炭化装置，包括加料装置、热解装置、炭化装置(8)以及为热解装置和炭化装置(8)加热的加热装置；所述热解装置包括热解炉(26)、贯穿热解炉的热解管(23)以及设置在热解管(23)内的螺旋输送器(27)；所述热解管(23)输出端与炭化装置(8)相连。所述热解炉(26)内设有隔板(25)。所述炭化装置(8)包括壳体以及换热管(9)，所述换热管(9)设置在壳体内。
所述加热装置包括燃烧炉(22)、油气燃烧器(21)以及分配阀(24)；所述燃烧炉(22)设置在热解炉(26)内部，所述油气燃烧器(21)设置在燃烧炉(22)外侧。
所述分配阀(24)具有热量输入口、两个热量输出口以及分配气体的阀门，所述分配阀(24)热量输入口与燃烧炉(22)烟气输出口连接，所述分配阀(24)两个热量输出口分别与热解装置中的热解炉(26)和炭化装置(8)中的换热管(9)相连。分配阀(24)通过调节进入热解装置和炭化装置(8)的高温烟气量比例控制二者温度。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括干燥箱(3)、热解入料料斗(29)和输送机构(6)；所述干燥箱(3)的物料输入端与加料装置输出端相连，干燥箱(3)的物料输出端与输送机构(6)输入端连接；所述输送机构(6)的输出端与热解入料料斗(29)的输入端相连，所述热解入料料斗(29)的输出端与热解管(23)输入端连接。所述输送机构(6)的输入端通过干燥箱密封阀(5)与干燥箱(3)物料输出端连接。
所述干燥箱(3)的干燥介质输入口通过管道与热解炉(26)连接，所述干燥箱(3)的干燥介质输入口设置在干燥箱(3)一侧并靠近底部。
所述炭化装置(8)中换热管(9)输入口与分配阀(24)的能量输出口连接，所述换热管(9)输出口与干燥箱(3)的干燥介质输入口连接，所述干燥箱(3)的干燥介质输入口设置在干燥箱(3)一侧并靠近底部。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括冷凝器(11)、液体收集箱(17)；所述冷凝器(11)物料输入口与炭化装置(8)相连，所述冷凝器(11)液体输出口与液体收集箱(17)输入口连接，所述冷凝器(11)气体输出口与油气燃烧器(21)的气体燃料供应口相连，所述液体收集箱(17)设有排液阀(16)。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括储气罐(13)和三通阀(15)；所述储气罐(13)进气口、冷凝器(11)气体输出口与油气燃烧器(21)的气体燃料供应口通过三通阀(15)相连，所述储气罐(13)出气口与油气燃烧器(21)的气体燃料供应口连接。当热解装置和炭化装置(8)温度过高时，关闭冷凝器(11)气体输出口与油气燃烧器(21)的气体燃料供应口相连的三通阀(15)的阀门，打开冷凝器(11)气体输出口与储气罐(13)进气口相连的三通阀(15)另一阀门通过进气泵(14)使热解气进入储气罐(13)中储藏；当热解装置和炭化装置(8)温度过低时，打开冷凝器(11)气体输出口与油气燃烧器(21)气体燃料供应口相连的三通阀(15)的阀门并关闭冷凝器(11)气体输出口与储气罐(13)进气口相连的三通阀另一阀门或打开储气罐(13)出气口的气体控制阀(12)，向加热装置提供足够的热解气。
所述农林生物质连续热解炭化装置，还包括储油箱(20)；所述储油箱(20)的输出端与油气燃烧器(21)的液体燃料输入端连接。油气燃烧器是柴油和热解气的燃烧装置，自身带有点火和配风部件，热解气燃烧产生的火焰是在燃烧炉内的，即燃烧炉为油气燃烧提供空间，并将高温烟气向热解装置和炭化装置输送。油气燃烧器为两用的油气燃烧器，可燃烧柴油和热解气，当燃烧热解气提供不了足够的热量时，燃烧柴油进行辅助加热。
所述加料装置包括入料料斗(1)和提料器(2)，所述提料器(2)的输出端与干燥箱(3)物料输入端(即干燥箱顶部)连接，所述提料器(2)的输入端设置有所述入料料斗(1)(即入料料斗底部与提料器输入端相连)。
所述炭化装置(8)底部设置有储炭箱(19)，所述储炭箱(19)设有储炭箱进口密封阀(10)和储炭箱出口密封阀(18)。
所述储气罐(13)进气口设有进气泵(14)，所述储气罐(13)出气口设有气体控制阀(12)。
所述干燥箱设有干燥引风机(4)、干燥鼓风机(7)和干燥箱密封阀(5)；所述干燥引风机(4)设置在干燥箱(3)一侧并靠近顶部，所述干燥鼓风机(7)设置在与干燥介质输入口相连的管道上；所述干燥箱密封阀(5)设置在干燥箱(3)与输送机构(6)之间。干燥箱密封阀(5)开启时，干燥鼓风机(7)停止工作，防止空气进入连续热解炭化装置内。
所述提料器(2)向上倾斜，倾斜角度为30～60°；所述提料器进料端设有提升电机(30)。所述热解管(23)进料端设置有输送电机(28)。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的部分实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：采用连续热解工艺对生物质进行初步热解，再采用固定床炭化工艺对初步热解的产物热解半焦进行充分炭化，具体包括以下步骤：
(1)将生物质原料由加料装置输送至干燥箱中进行干燥；
(2)将干燥后的生物质原料由送料装置输入连续热解装置中进行热解，所得产物为热解半焦和热解挥发物；
(3)将热解半焦输送至炭化装置进行炭化，得到生物质炭和半焦炭化后挥发物；收集生物质炭；
(4)将热解挥发物和半焦炭化后挥发物排出，冷却，得到焦油、木醋液以及热解气，收集焦油和木醋液；
(5)将热解气输入燃烧装置中进行燃烧，得到高温烟气；
(6)将高温烟气通过分配阀分别输入热解装置和炭化装置，向热解装置和炭化装置供热，再将供热后的烟气输送至干燥箱中，从而干燥生物质原料，最后排出尾气；
步骤(2)所述热解和步骤(3)中所述炭化是连续分步进行的，物料进入热解装置后边热解边被螺旋输送杆输送至炭化装置进行炭化；
步骤(2)中所述热解温度为400～600℃，所述热解时间为3～8min；
步骤(3)中所述炭化温度为500～800℃，所述炭化时间≤30min；
所述农林生物质连续热解炭化方法采用的装置为农林生物质连续热解炭化装置；
所述装置包括加料装置、热解装置、炭化装置以及为热解装置和炭化装置加热的加热装置；所述热解装置包括热解炉、贯穿热解炉的热解管以及设置在热解管内的螺旋输送器；所述热解管输出端与炭化装置相连；所述炭化装置包括壳体以及换热管，所述换热管设置在壳体内；
所述加热装置包括燃烧炉、油气燃烧器以及分配阀；所述燃烧炉设置在热解炉的内部，所述油气燃烧器设置在燃烧炉外侧；
所述分配阀具有热量输入口、两个热量输出口以及分配气体的阀门；所述分配阀热量输入口与燃烧炉的烟气输出口连接，所述分配阀两个热量输出口分别与热解装置中的热解炉和炭化装置中的换热管相连。
2.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：步骤(1)中所述干燥温度小于200℃，干燥时间为10～30min。
3.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：步骤(1)中所述干燥箱的干燥介质为向热解装置和炭化装置供热后的烟气，该烟气向热解装置和炭化装置供热后进入干燥箱中干燥原料；所述的烟气为生物质原料热解炭化后所得到的热解气燃烧后的产物。
4.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：步骤(3)中所述生物质炭从炭化装置输送至储炭箱，自然冷却，排出；
步骤(4)中所述热解挥发物和半焦炭化后挥发物共同从炭化装置排出进入冷凝器进行冷凝。
5.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：所述农林生物质连续热解炭化装置还包括干燥箱、热解入料料斗和输送机构；所述干燥箱的物料输入端与加料装置输出端相连，干燥箱的物料输出端与输送机构输入端连接；所述输送机构的输出端与热解入料料斗的输入端相连，所述热解入料料斗的输出端与热解管输入端连接。
6.根据权利要求5所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：所述干燥箱的干燥介质输入口通过管道分别与热解炉的气体输出口和换热管的输出口连接。
7.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：所述装置还包括冷凝器、液体收集箱；所述冷凝器物料输入口与炭化装置相连，所述冷凝器液体输出口与液体收集箱输入口连接，所述冷凝器气体输出口与油气燃烧器的燃料供应口相连。
8.根据权利要求1所述农林生物质连续热解炭化方法，其特征在于：所述装置还包括储气罐和三通阀；所述储气罐进气口、冷凝器气体输出口与油气燃烧器的气体燃料供应口通过三通阀相连，所述储气罐出气口与油气燃烧器的气体燃料供应口连接。
CN201410290296.5A 2014-06-24 2014-06-24 一种农林生物质连续热解炭化方法 Active CN104017590B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410290296.5A CN104017590B (zh) 2014-06-24 2014-06-24 一种农林生物质连续热解炭化方法
PCT/CN2015/075784 WO2015196841A1 (zh) 2014-06-24 2015-04-02 一种农林生物质连续热解炭化方法
US15/322,128 US10253263B2 (en) 2014-06-24 2015-04-02 Method of continuous pyrolysis and carbonization of agricultural and forestry biomass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410290296.5A CN104017590B (zh) 2014-06-24 2014-06-24 一种农林生物质连续热解炭化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104017590A CN104017590A (zh) 2014-09-03
CN104017590B true CN104017590B (zh) 2016-04-27

Family

ID=51434602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410290296.5A Active CN104017590B (zh) 2014-06-24 2014-06-24 一种农林生物质连续热解炭化方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10253263B2 (zh)
CN (1) CN104017590B (zh)
WO (1) WO2015196841A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104017590B (zh) 2014-06-24 2016-04-27 华南农业大学 一种农林生物质连续热解炭化方法
CN104538644B (zh) * 2014-12-18 2017-03-29 广东省生态环境与土壤研究所 一种污泥碳板电极的制备方法及应用
CN104861993B (zh) * 2015-03-31 2017-05-24 张家港天源生物能源科技有限公司 塔式生物质连续碳化炉
CN104807014B (zh) * 2015-04-20 2017-06-23 华南农业大学 一种畜禽热解焚化无害化处理装置
CN104860778B (zh) * 2015-04-30 2017-09-08 上海交通大学 控制和去除生物炭制备过程中多环芳烃产生的方法
CN104910936A (zh) * 2015-05-25 2015-09-16 华南农业大学 一种基于强化传热的生物质连续热解装置与方法
TWI586798B (zh) * 2016-01-05 2017-06-11 China Steel Corp Material Heating System for Continuous Carbonization Process
CN105723904B (zh) * 2016-01-20 2018-09-07 浙江大学 一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法
CN106479536B (zh) * 2016-04-01 2019-06-07 首都师范大学 水稻秸秆生物炭生产设备及用于生产生物炭的工艺
CN107057729A (zh) * 2016-08-26 2017-08-18 江苏禾能生物科技有限公司 一种分料式裂解反应系统
CN106433712A (zh) * 2016-10-09 2017-02-22 农业部规划设计研究院 一种回转式生物质连续热解炭气联产工艺
CN107098560A (zh) * 2017-06-19 2017-08-29 重庆航天机电设计院 污泥、油污复合热解系统
CN107267174A (zh) * 2017-06-22 2017-10-20 张晓敏 生物质热解制油工艺
CN107828433A (zh) * 2017-11-06 2018-03-23 湖北师范大学 一种综合废弃物再生能源多联产工艺系统
CN107942876A (zh) * 2017-12-15 2018-04-20 广州中天联合高新技术发展有限公司 一种基于生物纤维炭化的智能控制系统
CN108102673B (zh) * 2017-12-20 2019-10-25 华中科技大学 一种生物质热解液化多联产系统
CN108034443A (zh) * 2017-12-31 2018-05-15 广西贺州匠心科技有限责任公司 一种生物质源干馏系统
CN108676573B (zh) * 2018-05-22 2024-06-18 吉林鼎运新能源股份有限公司 环保氢炭无人全自动智能生产设备
CN108929170A (zh) * 2018-09-04 2018-12-04 蔡信弟 集约型竹炭生物质有机肥生产设备及方法
EP3636729B1 (de) * 2018-10-10 2021-11-24 BDI Holding GmbH Verfahren zur herstellung von coker-kohle
CN109628121B (zh) * 2019-01-22 2020-07-14 华中科技大学 一种稻壳分级联产能源化学品及硅炭材料的系统及方法
CN109929576A (zh) * 2019-03-13 2019-06-25 珠海晨骏环保科技有限公司 一种用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法及生产线
CA3135937A1 (en) 2019-04-15 2020-10-22 Carbonzero Sagl Continuous reactor device and process for treatment of biomass
CN110240919A (zh) * 2019-07-16 2019-09-17 洛阳佳易新能源技术有限公司 一种秸秆分级加热提取木醋液装置及生产工艺
CN110387250A (zh) * 2019-08-20 2019-10-29 赫普能源环境科技有限公司 一种利用电站锅炉烟气生产生物质炭的系统及方法
CN110437860A (zh) * 2019-08-22 2019-11-12 浙江大学 一种双层或多层卧式回转筒式连续生物质炭化系统
CN111117674A (zh) * 2019-12-13 2020-05-08 深圳先进技术研究院 生物质废物热催化重组方法以及系统
CN111978972B (zh) * 2020-08-05 2021-10-08 上海工程技术大学 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺
CN112923371A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 东南大学 一种污泥耦合生物质热解气化装置与方法
CN114196425A (zh) * 2021-12-17 2022-03-18 上海秦鄠工程技术有限公司 一种生物质热解制炭的工艺方法及装置
CN115109606B (zh) * 2022-07-06 2023-09-08 山东省红森林新材料科技有限公司 一种生物质废弃物制取纯氢及多联产耦合系统
FI20225937A1 (fi) * 2022-10-14 2024-04-15 Upm Kymmene Corp Esikäsitellyn biomassan kuljetin

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247553A1 (en) * 2004-03-23 2005-11-10 Central Research Institute Of Electric Power Industry Carbonization and gasification of biomass and power generation system
CN100549131C (zh) * 2006-09-14 2009-10-14 武汉凯迪科技发展研究院有限公司 生物质分级控温慢速热解工艺及其系统
GB0908082D0 (en) * 2009-05-11 2009-06-24 Univ Aston Biomass pyrolysis
CN101691495B (zh) 2009-10-28 2012-07-25 中国科学院广州能源研究所 生物质分级热解制备生物油和化学品的方法及装置
CN101693845B (zh) * 2009-10-28 2012-09-05 中国科学院广州能源研究所 生物质选择性热解制备高品质生物油的方法及装置
KR101140677B1 (ko) * 2010-04-13 2012-04-25 한국생산기술연구원 2단 탄화 시스템
WO2012058218A2 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Conocophillips Company Process for producing high quality pyrolysis oil from biomass
JP5584647B2 (ja) * 2011-04-08 2014-09-03 株式会社日立製作所 バイオマスの半炭化燃料の製造装置と製造方法、及び半炭化燃料を用いた発電システム
CN102226092A (zh) * 2011-05-30 2011-10-26 南京师范大学 连续式生物质低温热解炭化方法及其炭化炉
CN102703098B (zh) * 2012-05-29 2013-12-11 东南大学 生物质制取生物油的装置及其方法
CN104017590B (zh) * 2014-06-24 2016-04-27 华南农业大学 一种农林生物质连续热解炭化方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170137715A1 (en) 2017-05-18
CN104017590A (zh) 2014-09-03
US10253263B2 (en) 2019-04-09
WO2015196841A1 (zh) 2015-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104017590B (zh) 一种农林生物质连续热解炭化方法
CN104017591B (zh) 一种农林生物质连续热解炭化装置
CN208717138U (zh) 一种双层滚筒污泥炭化装置
CN109161393B (zh) 一种畜禽粪便分级炭化的系统及方法
CN104804775B (zh) 生活垃圾热解气化生产可燃气的方法和系统
CN207193198U (zh) 一种秸秆碳化装置
CN110079337A (zh) 一种生物质热解气再循环利用的炭化炉及生物质炭化方法
CN104861996B (zh) 一种生物质热解炭气油多联产系统
CN105062521A (zh) 一种回转式连续热解秸秆炭化炉
CN106190416A (zh) 一种生物质炭燃料
CN111778047B (zh) 一种处理农业废弃物及生活垃圾的热解炭化设备及方法
CN206127211U (zh) 一种生物质连续热解炭化装置
CN104861997A (zh) 生物质热解反应系统及热解方法
CN208500860U (zh) 直立式移动床生物质炭化炉
CN208667448U (zh) 污泥高干炭化处理系统
CN204939394U (zh) 回转式连续热解秸秆炭化炉
CN204607940U (zh) 生活垃圾热解气化生产可燃气的系统
CN109456781A (zh) 一种炭/油/气联产的一体化装置及方法
CN103952163B (zh) 一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统
CN108546559A (zh) 一种生物质连续热解控制装置及方法
CN102863975B (zh) 秸秆炭化装置及秸秆炭化的方法
CN210438685U (zh) 一种秸秆分级加热提取木醋液装置
CN203999498U (zh) 一种农林生物质连续热解炭化装置
CN207016714U (zh) 一种生物质裂解半碳化系统
CN204529730U (zh) 一种连续式生物质碳化设备

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