CN104861996B - 一种生物质热解炭气油多联产系统 - Google Patents

Abstract

一种生物质热解炭气油多联产系统，包括输送皮带机（1）、回转式烘焙炉（2）、直通式热解炉（4）、螺旋出料机（6）、旋风分离器I（7）、空冷塔（8）、水冷塔（9）、洗涤塔（10）、净化塔（11）和储气柜（12），直通式热解炉（4）上部的热解气出口与旋风分离器I（7）的进气口相连接，旋风分离器I（7）的出气口通过空冷塔（8）、水冷塔（9）、洗涤塔（10）、净化塔（11）与储气柜（12）的进气口相连接，旋风分离器I（7）、空冷塔（8）、水冷塔（9）和洗涤塔（10）的液体出口分别与水封罐（13）入口相连接。工艺参数好控制，热解效果较好，生产效率较高。

Description

一种生物质热解炭气油多联产系统

技术领域

本发明涉及一种生物质热解系统，更具体地说涉及一种生物质热解炭气油多联产系统，属于生物质能源利用技术领域。

背景技术

生物质包括各类农作物秸秆和其它农林残余废弃物等，其是一种清洁的可再生能源。生物质热解是指生物质在无氧或缺氧条件下，产生液体、气体、固体三种产物的生物质热降解过程，生物质热解技术是生物质利用的重要途径。

为了使生物质热解过程中各产物能够得到充分利用，目前广泛采用生物质热解多联产工艺，以实现固、液和气三态产物效益的最大化，使生物质资源得到合理利用。中国发明专利申请公布号：CN104017591A、申请公布日：2014年9月3日、名称为《一种农林生物质连续热解炭化装置》的发明专利申请中，公开了一种农林生物质连续热解炭化装置，该装置包括加料装置、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；所述热解装置包括直通式热解炉、贯穿直通式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。该装置采用两个独立、可控的热解装置和炭化装置实现生物质热解炭化，显著提高了输送效率 ；利用本装置制备的产物分布和产物品质可控、能源利用率高。但是，该发明专利申请中余热烟气引入斗状的干燥箱来干燥原料，干燥效果较差；同时，热解管加热采用直接加热方式，炭化装置采用换热管加热方式，则不容易把握工艺时间和温度；还有，该发明专利申请中未经炭化的生物质原料需经过3个料斗和2.5个绞龙输送，极易发生搭桥堵塞和卡死，导致很难实现连续运行生产。

发明内容

本发明针对现有的生物质热解多联产装置干燥原料效果较差、输送生物质原料极易发生搭桥堵塞和卡死等缺陷，提供一种生物质热解炭气油多联产系统。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种生物质热解炭气油多联产系统，包括输送皮带机、螺旋出料机、旋风分离器及储气柜，还包括有回转式烘焙炉、直通式热解炉、空冷塔、水冷塔、洗涤塔和净化塔，所述直通式热解炉从顶部至底部依次包括预热区、热解反应区、缓冲区和水冷区，所述输送皮带机的出口与回转式烘焙炉的进口相连接，所述回转式烘焙炉的出口与直通式热解炉顶部的入口相连接，直通式热解炉下端的出料口与螺旋出料机的进口相连接，直通式热解炉上部的热解气出口与旋风分离器的进气口相连接，所述旋风分离器的出气口与空冷塔下部的进气口相连接，所述空冷塔上部的出气口与水冷塔下部的进气口相连接，所述水冷塔上部的出气口与洗涤塔下部的进气口相连接，所述洗涤塔上部的出气口与净化塔下部的进气口相连接，所述净化塔上部的出气口与储气柜的进气口相连接，所述旋风分离器、空冷塔、水冷塔和洗涤塔的下方分别设置有水封罐，旋风分离器、空冷塔、水冷塔和洗涤塔的液体出口分别与其下方的水封罐入口相连接，所述回转式烘焙炉的出口与直通式热解炉顶部的入口之间设置有斗式提升机，所述回转式烘焙炉的出口正对斗式提升机的轨道下端，所述斗式提升机的轨道上端正对直通式热解炉顶部的入口。

还包括有热风炉，所述热风炉的出烟口与直通式热解炉下部的烟气进口相连接。

所述直通式热解炉上部的烟气出口与回转式烘焙炉的烟气进口相连接。

所述回转式烘焙炉的烟气出口与旋风分离器的进口相连接，所述旋风分离器的出口与布袋除尘器的进口相连接。

所述螺旋出料机的外壳设置有水冷套。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明包括输送皮带机、回转式烘焙炉、直通式热解炉、螺旋出料机和旋风分离器，直通式热解炉从顶部至底部依次包括预热区、热解反应区、缓冲区和水冷区，输送皮带机的出口与回转式烘焙炉的进口相连接，回转式烘焙炉的出口与直通式热解炉顶部的入口相连接，直通式热解炉下端的出料口与螺旋出料机的进口相连接；工作中热解过程是从上到下连贯完成的，物料从直通式热解炉上面进入、往下移动的过程中依次完成预热、热解反应和冷却工序，从而使得工艺参数好控制，热解效果较好，生产效率较高，热解产物品质好。

2、本发明中回转式烘焙炉的出口与直通式热解炉顶部的入口之间设置有斗式提升机，回转式烘焙炉的出口正对斗式提升机的轨道下端，斗式提升机的轨道上端正对直通式热解炉顶部的入口；工作时斗式提升机用来将烘培后的原料输送至直通式热解炉中，使得原料能够直接落入直通式热解炉内，堵塞风险较小，能够实现连续化、自动化生产。

附图说明

图1是本发明中结构示意图。

图中，输送皮带机1，回转式烘焙炉2，斗式提升机3，直通式热解炉4，热风炉5，螺旋出料机6，旋风分离器7，空冷塔8，水冷塔9，洗涤塔10，净化塔11，储气柜12，水封罐13，旋风分离器14，布袋除尘器15，污水池16，醋液池17，冷却水池18。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，一种生物质热解炭气油多联产系统，包括输送皮带机1、回转式烘焙炉2、直通式热解炉4、螺旋出料机6、旋风分离器7、空冷塔8、水冷塔9、洗涤塔10、净化塔11及储气柜12。

参见图1，所述回转式烘焙炉2由电机和减速箱提供回转动力、并通过齿轮机构传动给回转式烘焙炉2；电机和减速箱安装在回转式烘焙炉2下方的基座上，齿轮机构传动中的从动齿轮安装在回转式烘焙炉2外圆周上。干燥原料采用回转式烘培炉2，保证了干燥效果。

参见图1，所述直通式热解炉4从顶部至底部依次包括预热区、热解反应区、缓冲区和水冷区。所述输送皮带机1的出口与回转式烘焙炉2的进口相连接，所述回转式烘焙炉2的出口与直通式热解炉4顶部的入口相连接；直通式热解炉4下端的出料口与螺旋出料机6的进口相连接，直通式热解炉4上部的热解气出口与旋风分离器7的进气口相连接。所述旋风分离器7的出气口与空冷塔8下部的进气口相连接，所述空冷塔8上部的出气口与水冷塔9下部的进气口相连接，所述水冷塔9上部的出气口与洗涤塔10下部的进气口相连接，所述洗涤塔10上部的出气口与净化塔11下部的进气口相连接，所述净化塔11上部的出气口与储气柜12的进气口相连接；所述旋风分离器7、空冷塔8、水冷塔9和洗涤塔10的下方分别设置有水封罐13，旋风分离器7、空冷塔8、水冷塔9和洗涤塔10的液体出口分别与其下方的水封罐13入口相连接。工作时，物料从直通式热解炉4上面进入、往下移动的过程中依次完成预热、热解反应和冷却工序，从而使得工艺参数好控制，热解效果较好，生产效率较高，提高了能源利用率。直通式热解炉4的反应产物为固体炭和和高温热解气，固体炭经过直通式热解炉4的水冷区冷却后进入螺旋出料机6中。高温热解气在直通式热解炉4炉膛内从下往上流动，逆流而上的高温热解气对往下移动的原料起了预热的作用，进一步提升了热效率。热解气经旋风分离器7分离出固体杂质后，由空冷塔8和水冷塔9冷凝出液体产物木醋液和木焦油，并将该两种液体收集在空冷塔8和水冷塔9下面的水封罐13中。冷凝出液体产物后的气体为燃气，燃气经过洗涤塔10和净化塔11净化后由增压风机泵入储气柜中12储存，从而最终保证了生成的固体炭、气、油的质量较高，可直接使用或深加工处理，提高其附加值。

参见图1，所述回转式烘焙炉2的出口与直通式热解炉4顶部的入口之间设置有斗式提升机3，所述回转式烘焙炉2的出口正对斗式提升机3的轨道下端，所述斗式提升机3的轨道上端正对直通式热解炉4顶部的入口。所述的斗式提升机3由料斗，卷扬机和轨道构成，斗式提升机3的料斗从回转式烘焙炉2的出口下方接收原料后，被卷扬机沿轨道提升至直通式热解炉4的顶部，将原料从斗式提升机3的料斗中倾倒入直通式热解炉4的料斗中，然后原料直接落入直通式热解炉4内，然后卷扬机将料斗放下去开始下一轮提升，如此循环往复工作；因此使得原料堵塞风险较小，能够实现连续化、自动化生产。

参见图1，本生物质热解炭气油多联产系统还包括有热风炉5，所述热风炉5的出烟口与直通式热解炉4下部的烟气进口相连接。所述直通式热解炉4上部的烟气出口与回转式烘焙炉2的烟气进口相连接。工作时，直通式热解炉4的升温由热风炉5产生的高温烟气来提供热源，即本直通式热解炉4为外热式的热解装置，高温烟气在直通式热解炉4外面对其加热，烟气沿直通式热解炉4外壁从下往上流动，烟气加热直通式热解炉4后再进入回转式烘焙炉2加热原料。

参见图1，所述回转式烘焙炉2的烟气出口与旋风分离器14的进口相连接，所述旋风分离器14的出口与布袋除尘器15的进口相连接。

参见图1，所述螺旋出料机6的外壳设置有水冷套，实现了直通式热解炉4的水冷区和螺旋出料机6对固体炭的双重冷却，从而进一步提升了固体炭的冷却效果。

参见图1，工作时，粉碎、干燥、挤压成型后的农林废弃物颗粒，在输送皮带机1的作用下进入回转式烘焙炉2干燥预热，预热完成后的成型颗粒经过斗式提升机3提升进入到直通式热解炉4内。在隔绝空气的条件下，由热风炉5燃烧燃料提供的高温烟气对直通式热解炉4进行间接加热，促使生物质成型颗粒发生热解，产出固体炭、生物质燃气及生物质焦油。固体炭经过间接水冷降温，在螺旋出料机6的作用下，进入炭罐，完成密封出炭过程。生物质燃气经过旋风分离器7、空冷塔8、水冷塔9、洗涤塔10及净化塔11的除尘、冷却、脱焦、过滤和除酸后，成为优质清洁能源气输送到储气柜12供用户使用。与此同时，在生物质燃气净化过程中，高温焦油及木醋液分子经过冷却，分离出来的焦油和木醋液进入水封罐13后入库进行深加工。回转式烘焙炉2原料预热热源来自于高温烟气加热直通式热解炉4后的余热，温度在350℃左右，原料与余热烟气在回转式烘焙炉2中均匀换热，可使原料大部分水分得到蒸发，有利于后续热解。蒸发后的水分及冷却后的烟气在引风机的作用下，依次进入旋风分离器14、布袋除尘器15，净化后的气体可排入大气中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种生物质热解炭气油多联产系统，包括输送皮带机（1）、螺旋出料机（6）、旋风分离器（7）及储气柜（12），其特征在于：还包括有回转式烘焙炉（2）、直通式热解炉（4）、空冷塔（8）、水冷塔（9）、洗涤塔（10）和净化塔（11），所述直通式热解炉（4）从顶部至底部依次包括预热区、热解反应区、缓冲区和水冷区，所述输送皮带机（1）的出口与回转式烘焙炉（2）的进口相连接，所述回转式烘焙炉（2）的出口与直通式热解炉（4）顶部的入口相连接，直通式热解炉（4）下端的出料口与螺旋出料机（6）的进口相连接，直通式热解炉（4）上部的热解气出口与旋风分离器（7）的进气口相连接，所述旋风分离器（7）的出气口与空冷塔（8）下部的进气口相连接，所述空冷塔（8）上部的出气口与水冷塔（9）下部的进气口相连接，所述水冷塔（9）上部的出气口与洗涤塔（10）下部的进气口相连接，所述洗涤塔（10）上部的出气口与净化塔（11）下部的进气口相连接，所述净化塔（11）上部的出气口与储气柜（12）的进气口相连接，所述旋风分离器（7）、空冷塔（8）、水冷塔（9）和洗涤塔（10）的下方分别设置有水封罐（13），旋风分离器（7）、空冷塔（8）、水冷塔（9）和洗涤塔（10）的液体出口分别与其下方的水封罐（13）入口相连接，所述回转式烘焙炉（2）的出口与直通式热解炉（4）顶部的入口之间设置有斗式提升机（3），所述回转式烘焙炉（2）的出口正对斗式提升机（3）的轨道下端，所述斗式提升机（3）的轨道上端正对直通式热解炉（4）顶部的入口。

2.根据权利要求1所述的一种生物质热解炭气油多联产系统，其特征在于：还包括有热风炉（5），所述热风炉（5）的出烟口与直通式热解炉（4）下部的烟气进口相连接。

3.根据权利要求1所述的一种生物质热解炭气油多联产系统，其特征在于：所述直通式热解炉（4）上部的烟气出口与回转式烘焙炉（2）的烟气进口相连接。

4.根据权利要求1所述的一种生物质热解炭气油多联产系统，其特征在于：所述回转式烘焙炉（2）的烟气出口与旋风分离器（14）的进口相连接，所述旋风分离器（14）的出口与布袋除尘器（15）的进口相连接。

5.根据权利要求1所述的一种生物质热解炭气油多联产系统，其特征在于：所述螺旋出料机（6）的外壳设置有水冷套。