CN105154123B - 一种生物质热裂解制备生物油系统 - Google Patents

一种生物质热裂解制备生物油系统 Download PDF

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Abstract

一种生物质热裂解制备生物油系统，生物质在流化床反应器中进行热裂解反应，反应完成后，关闭氮气源和收油装置的入口，打开氧气源使流化床反应器内的氧气压力为0.5‑0.8MPa，以引燃除去整个系统连接管道内残留的焦油。本发明通过将生物质的粉碎、筛选、烘干等预处理操作与反应、油气分离等有机结合起来，从而大幅度提高了生产效率，而且在反应过程中保持氮气的输入，有效的提高了热裂解反应的效率；同时，在反应结束后通过向系统内输入特定量的氧气，使系统内残留的焦油在反应的余温下燃烧除去，大大节省了除焦油的时间。

Description

一种生物质热裂解制备生物油系统
技术领域
本发明涉及到生物质的再利用领域，具体的说是一种生物质热裂解制备生物油系统。
背景技术
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。它具有可再生性、低污染性和广泛分布性。
本发明中所提到的生物质主要是狭义上的生物质。现有技术中对生物质的利用主要为发酵产生沼气、填埋、焚烧、制作动物饲料等。也有将生物质进行热裂解反应制取生物油的系统，但主要存在着生产效率低的问题，同时产生的焦油在系统内很难清理。
发明内容
为解决现有技术中生物质热裂解反应系统存在的生产效率低、产生的焦油残留在系统内很难清理的问题，本发明提供了一种生物质热裂解制备生物油系统。
本发明为解决上述技术问题采用的技术问题为：一种生物质热裂解制备生物油系统，包括生物质预处理系统、送料系统、流化床反应器、分离系统、辅助系统和控制系统构成，其中，所述生物质预处理系统依次由粉碎装置、筛分装置和烘干装置构成，所述送料系统由承接烘干装置烘干后生物质的料斗和用于将料斗中的生物质送入流化床反应器内进行反应的螺旋给料机，所述分离系统由旋风分离器、冷凝器和收油装置构成，所述辅助系统包括向流化床反应器内分别提供氮气和氧气的氮气源和氧气源以及过滤冷凝器所排放气体的过滤器；
所述生物质依次经粉碎装置粉碎、筛分装置筛选出合适粒径和烘干装置烘干之后进入到料斗内，并由螺旋给料机将物料送入到流化床反应器中进行热裂解反应，在反应过程中，氮气源产生氮气经玻璃转子流量计以及风机Ⅰ催动后送入流化床反应器，使生物质在流化床反应器中处于氮气氛围下进行热裂解反应；反应产生的油气经旋风分离器分离后，产生的油气在冷凝器中冷凝为生物油并由收油装置收取，残余的气体经过过滤器过滤后排入大气；旋风分离器分离出的固体粉末杂质则由集炭箱收集；待反应完成后，关闭氮气源和收油装置的入口，打开氧气源使压力为0.5-0.8MPa的氧气经流量计和流化床反应器的布风室进入到流化床反应器内，以引燃除去整个系统连接管道内残留的焦油。
所述氧气源产生的氧气经过流量计后由风机Ⅱ催动其通过布风室进入到流化床反应器内。
所述流化床反应器包括设置在架体上的圆柱状炉体和油气排出管，炉体的下部设置有进气管，进气管上分别设有与氧气源和氮气源连通的支管，油气排出管的一端通过端盖与炉体的上端连接，另一端与旋风分离器的入口连接，所述集炭箱设置在旋风分离器的底部出口上，旋风分离器的上部出口上设置有与冷凝器连通的排气管；所述布风室通过布风板安装在炉体的下端。
所述炉体上设置有检测其内部温度的热电偶，所述油气排出管上设置有检测其内部气压的气压表。
有益效果：本发明通过将生物质的粉碎、筛选、烘干等预处理操作与反应、油气分离等有机结合起来，从而大幅度提高了生产效率，而且在反应过程中保持氮气的输入，有效的提高了热裂解反应的效率；同时，在反应结束后通过向系统内输入特定量的氧气，使系统内残留的焦油在反应的余温下燃烧除去，大大节省了除焦油的时间。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的流化床反应器结构示意图；
附图标记：1、粉碎装置，2、筛分装置，3、烘干装置，4、料斗，5、螺旋给料机，6、流化床反应器，601、架体，602、进气管，603、热电偶，604、炉体，605、端盖，606、油气排出管，607、气压表，608、排气管，7、布风室，701、布风板，8、旋风分离器，9、集炭箱，10、冷凝器，11、收油装置，12、过滤器，13、控制系统，14、风机Ⅱ，15、流量计，16、氧气源，17、氮气源，18、风机Ⅰ，19、玻璃转子流量计。
具体实施方式
如图所示，一种生物质热裂解制备生物油系统，包括生物质预处理系统、送料系统、流化床反应器6、分离系统、辅助系统和控制系统13构成，其中，所述生物质预处理系统依次由粉碎装置1、筛分装置2和烘干装置3构成，所述送料系统由承接烘干装置3烘干后生物质的料斗4和用于将料斗4中的生物质送入流化床反应器6内进行反应的螺旋给料机5，所述分离系统由旋风分离器8、冷凝器10和收油装置11构成，所述辅助系统包括向流化床反应器6内分别提供氮气和氧气的氮气源17和氧气源16以及过滤冷凝器10所排放气体的过滤器12；
所述生物质依次经粉碎装置1粉碎、筛分装置2筛选出合适粒径和烘干装置3烘干之后进入到料斗4内，并由螺旋给料机5将物料送入到流化床反应器6中进行热裂解反应，在反应过程中，氮气源17产生氮气经玻璃转子流量计19以及风机Ⅰ18催动后送入流化床反应器6，使生物质在流化床反应器6中处于氮气氛围下进行热裂解反应；反应产生的油气经旋风分离器8分离后，产生的油气在冷凝器10中冷凝为生物油并由收油装置11收取，残余的气体经过滤器12过滤后排入大气；旋风分离器8分离出的固体粉末杂质则由集炭箱9收集；待反应完成后，关闭氮气源17和收油装置11的入口，打开氧气源16使压力为0.5-0.8MPa的氧气经流量计15和流化床反应器6的布风室7进入到流化床反应器6内，以引燃除去整个系统连接管道内残留的焦油。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定：
如，所述氧气源16产生的氧气经过流量计15后由风机Ⅱ14催动其通过布风室7进入到流化床反应器6内；
所述流化床反应器6的具体结构和连接为：包括设置在架体601上的圆柱状炉体604和油气排出管606，炉体604的下部设置有进气管602，进气管602上分别设有与氧气源16和氮气源17连通的支管，油气排出管606的一端通过端盖605与炉体604的上端连接，另一端与旋风分离器8的入口连接，所述集炭箱9设置在旋风分离器8的底部出口上，旋风分离器8的上部出口上设置有与冷凝器10连通的排气管608；所述布风室7通过布风板701安装在炉体604的下端；所述炉体604上设置有检测其内部温度的热电偶603，所述油气排出管606上设置有检测其内部气压的气压表607；控制系统13通过监控热电偶603和气压表607的数据变化来判定反应状况，并根据反应状况控制系统中的相应阀门以对反应过程进行调整。

Claims (2)

1.一种生物质热裂解制备生物油系统，其特征在于：包括生物质预处理系统、送料系统、流化床反应器（6）、分离系统、辅助系统和控制系统（13）构成，其中，所述生物质预处理系统依次由粉碎装置（1）、筛分装置（2）和烘干装置（3）构成，所述送料系统由承接烘干装置（3）烘干后生物质的料斗（4）和用于将料斗（4）中的生物质送入流化床反应器（6）内进行反应的螺旋给料机（5），所述分离系统由旋风分离器（8）、冷凝器（10）和收油装置（11）构成，所述辅助系统包括向流化床反应器（6）内分别提供氮气和氧气的氮气源（17）和氧气源（16）以及过滤冷凝器（10）所排放气体的过滤器（12）；
所述生物质依次经粉碎装置（1）粉碎、筛分装置（2）筛选出合适粒径和烘干装置（3）烘干之后进入到料斗（4）内，并由螺旋给料机（5）将物料送入到流化床反应器（6）中进行热裂解反应，在反应过程中，氮气源（17）产生氮气经玻璃转子流量计（19）以及风机Ⅰ（18）催动后送入流化床反应器（6），使生物质在流化床反应器（6）中处于氮气氛围下进行热裂解反应；反应产生的油气经旋风分离器（8）分离后，产生的油气在冷凝器（10）中冷凝为生物油并由收油装置（11）收取，残余的气体经过滤器（12）过滤后排入大气；旋风分离器（8）分离出的固体粉末杂质则由集炭箱（9）收集；待反应完成后，关闭氮气源（17）和收油装置（11）的入口，打开氧气源（16）使压力为0.5-0.8MPa的氧气经流量计（15）和流化床反应器（6）的布风室（7）进入到流化床反应器（6）内，以引燃除去整个系统连接管道内残留的焦油；所述氧气源（16）产生的氧气经过流量计（15）后由风机Ⅱ（14）催动其通过布风室（7）进入到流化床反应器（6）内；
所述流化床反应器（6）包括设置在架体（601）上的圆柱状炉体（604）和油气排出管（606），炉体（604）的下部设置有进气管（602），进气管（602）上分别设有与氧气源（16）和氮气源（17）连通的支管，油气排出管（606）的一端通过端盖（605）与炉体（604）的上端连接，另一端与旋风分离器（8）的入口连接，所述集炭箱（9）设置在旋风分离器（8）的底部出口上，旋风分离器（8）的上部出口上设置有与冷凝器（10）连通的排气管（608）；所述布风室（7）通过布风板（701）安装在炉体（604）的下端。
2.根据权利要求1所述的一种生物质热裂解制备生物油系统，其特征在于：所述炉体（604）上设置有检测其内部温度的热电偶（603），所述油气排出管（606）上设置有检测其内部气压的气压表（607）。
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