CN106753482A - 一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法 - Google Patents

一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106753482A
CN106753482A CN201710034142.3A CN201710034142A CN106753482A CN 106753482 A CN106753482 A CN 106753482A CN 201710034142 A CN201710034142 A CN 201710034142A CN 106753482 A CN106753482 A CN 106753482A
Authority
CN
China
Prior art keywords
feeder
heat carrier
biomass
catalytic
filler
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
Application number
CN201710034142.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106753482B (zh
Inventor
定明月
王铁军
马隆龙
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.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
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 Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN201710034142.3A priority Critical patent/CN106753482B/zh
Publication of CN106753482A publication Critical patent/CN106753482A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106753482B publication Critical patent/CN106753482B/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
    • 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
    • C10B51/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • 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
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C10B57/06—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/08—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置及其方法。该一体化装置由生物质热解炉，催化裂化反应器，两级螺旋进料器，热载体进料器，催化填料进料器以及生物炭收集器等组成；生物质原料和热载体分别经由两级螺旋进料器和热载体进料器进入生物质热解炉中，生物质蒸汽通过热解炉顶端出口进入催化裂化反应器进行催化裂解反应得到芳烃产物，生物质灰和热载体经由热解炉底端出口进入生物炭收集器通过筛网进行分离和储存，催化填料由催化裂化反应器下端出口的风叶式送料器收集并再生循环使用，热载体则通过流化床进行循环使用。本发明将生物质热解与产物催化裂化反应耦合在一起，显著提高了生物质热解效率和芳烃产物收率。

Description

一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用 方法
技术领域
本发明属于生物质热解制取液体燃料领域，涉及到一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置。
背景技术
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。由于化石能源的日益减少和环境的日益污染，寻求清洁的可再生能源变得愈加重要。生物质是可再生能源中唯一可以转化为液体燃料的含碳资源，可从规模上弥补太阳能和风能无法制备液体燃料的缺陷，而成为一种重要的替代化石能源的原材料。生物质可通过热解和催化裂化等方式制备芳香烃等液体燃料，不仅可以减轻对化石能源的依赖，而且能够降低大气污染和温室气体的排放。
生物质热解液化技术是指生物质在400-600 oC条件下经过快速加热生成生物质气、生物质油和生物质碳等产物，其中热解反应器是开发的关键。为了改善生物质热解产物品质，提高生物质热解效率，目前已开发出了多种热解反应器，包括移动床反应器、固定床反应器、旋转锥反应器、流化床反应器等。但是，现有的生物质热解技术存在生物质原料与热载体混合接触不均匀，造成热解传递速率较低，热解效率差以及生物质热解产物蒸汽与焦炭、灰分分离困难等问题。另外，生物质在热解过程中产生的生物油一方面品质低下，需要经过后续精制或催化改制才能应用，另一方面容易在热解反应器中冷凝，堵塞管道和阀门，损坏热解反应系统。因此，采用新技术和方法克服现有技术的缺陷，提高生物质热解效率，在线高温转化低品质的生物油，提升热解产品品质，十分迫切。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够提高生物质热解效率，在线高温转化生物油热解产物，提升生物质热解液化产品品质，反应条件稳定可控的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，包括生物质热解炉，催化裂化反应器，填料进样装置，催化填料进料器以及位于生物质热解炉下方的生物炭收集器；
所述生物质热解炉为圆筒状，包括内层热解炉管道和外层陶瓷保温层，所述内层热解炉管道和外层陶瓷保温层之间设置有加热通道；所述热解炉管道顶端封闭、其上端设置有热解炉出口；所述陶瓷保温层下端设置有与加热通道相通的烟气进口，陶瓷保温层上端设置有与加热通道相通的烟气出口；
所述生物炭收集器顶端与倾斜式裂解炉的内层热解炉管道底端出口连通；生物炭收集器一侧设置有物料出口，与物料出口相对一侧的下部设有生物灰出口；
所述填料进样装置包括两级螺旋进料器和热载体进料器；所述两级螺旋进料器和热载体进料器的出料端汇合，形成填料进样装置的出料口，所述填料进样装置的出料口与倾斜式裂解炉的内层热解炉管道上端连通；
所述催化裂化反应器为圆柱形直管，直管外周设置有电加热炉，所述电加热炉上设置有温度计；所述催化裂化反应器上端侧壁上设置有催化填料进料器，下端出口连接有下斜管a，下斜管内、尾端处设有风叶式送料器；所述催化裂化反应器上端设置有生物质气出口；
所述热解炉管道通过热解炉出口处设置的下斜管b与催化裂化反应器（23）直管下端连通。
所述生物质热解炉采用倾斜式放置，与水平面倾斜角度为65-75 o；所述内层热解炉管道内管径为50-80 mm。
所述陶瓷保温层内壁上均匀分布有隔断片；所述隔断片高度小于加热通道宽度；所述生物质热解炉上设置有测量加热通道温度的温度计。
所述催化裂化反应器的直管内管径为50-80 mm，直管与水平面呈垂直放置；所述下斜管a相对于直管的倾斜度为40-60 o；所述下斜管b与催化裂化反应器直管连接处为直管底端上方的10-20 mm处，下斜管b相对于直管的倾斜度角度为40-60 o。
所述生物灰收集器内部设置有向物料出口方向倾斜的筛网，所述筛网边缘与生物灰收集器内侧面完全相连，倾斜角度为40-60 o，且筛网与生物灰收集器8）物料出口一侧的连接位置与物料出口的下端持平；所述筛网孔径为0.3-0.5 mm。
所述两级螺旋进料器包括串联的螺旋进料器a和螺旋进料器b；所述每个螺旋进料器的一端上方设有进料口，另一端下方设置有出料口；所述螺旋进料器a的出料口与螺旋进料器b的进料口连接；所述两个螺旋进料器上进料端分别设置有螺旋进料器变调器。
所述热载体进料器为密封漏斗状，漏斗顶端设置有热载体进料器进料口，漏斗一侧设置有物料入口；所述漏斗上设置有热载体进料器透视镜；漏斗结构下端为直管；所述两级螺旋进料器通过螺旋进料器b的出料口与漏斗下端的直管连通；所述两级螺旋进料器与热载体进料器相连的直管上方设有翻转式阀门a。
所述催化填料进料器为密封漏斗状，漏斗顶端设置有催化填料进料器进料口，所述漏斗上设置有催化填料进料器透视镜；漏斗结构下端设置有翻转式阀门b。
所述热载体进料器（中装填的热载体为陶瓷球和石英砂中的一种；所述催化填料进料器中装填的催化填料为HZSM-5、Fe/HZSM-5、Ga/HZSM-5中的一种。
本发明还提供生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置的使用方法，该方法包括如下步骤：（1）将生物质原料，热载体和催化填料分别装填到两级螺旋进料器，热载体进料器和催化填料进料器中；（2）将燃烧器产生的烟气通入加热通道对热解炉进行加热，使生物质热解炉温度保持在400-600 oC之间；（3）开启螺旋进料器中的变调器和热载体进料器的翻转式阀门，使生物质原料和热载体进入热解炉中并进行热解反应，通过变调器和翻转式阀门控制生物质原料和热载体进入热解炉的速度；（4）热解产物中蒸汽成分通过热解炉顶端出口和下斜管b进入催化裂化反应器中；热解产物中生物炭成分伴随热载体经由热解炉底端出口进入生物炭收集器中，在生物炭收集器筛网作用下分离为生物炭和热载体，收集热载体，并将其返回热载体进料器中循环使用；（5）开启催化裂化反应器热加热炉，控制催化裂化反应器温度在300-500 oC之间；（6）开启催化填料进料器翻转式阀门和催化裂化反应器的风叶式送料器，控制催化填料在催化裂化反应器中流化的速度；（7）生物蒸汽在催化填料的作用下进一步进行裂解反应，所得芳烃产物从催化裂化反应器上端出口送入收集器中，催化填料通过风叶式送料器收集再生后返回到催化填料进料器中循环使用。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明根据传统生物质热解产物的特点，将热解生产出的生物油不经过冷凝直接催化转化为芳香烃液体产品，开发出了生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置，显著提高了生物质热解效率。
（2）本发明方法将生物质热解与热解蒸汽催化转化芳烃反应进行结合在一起，提高了生物质的利用率，提升了热解产品的品质。
附图说明
图1是本发明生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置；
其中，1、两级螺旋进料器，2、进料口，3、出料口，4、螺旋进料器变调器，5、热载体进料器，6、热载体进料器进料口，7、热载体进料器透视镜，8、翻转式阀门a，9、物料入口，10、生物质热解炉，11、热解炉底端出口，12、热解炉顶端出口，13、隔断片，14、温度计，15、陶瓷保温层，16、烟气进口，17、烟气出口，18、生物灰收集器，19、单层筛网，20、生物灰出口，21、物料出口，22、下斜管b，23、催化裂化反应器，24、电加热炉，25、温度计，26、催化填料进料器，27、催化填料进料器进料口，28、翻转式阀门b，29、生物质气出口，30、下斜管a，31、风叶式送料器，71、催化填料进料器透视镜。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，包括生物质热解炉10，催化裂化反应器23，填料进样装置，催化填料进料器26以及位于生物质热解炉10下方的生物炭收集器18；
所述生物质热解炉10为圆筒状，包括内层热解炉管道和外层陶瓷保温层15，所述内层热解炉管道和外层陶瓷保温层15之间设置有加热通道；所述热解炉管道顶端封闭、其上端设置有热解炉出口12；所述陶瓷保温层15下端设置有与加热通道相通的烟气进口16，陶瓷保温层15上端设置有与加热通道相通的烟气出口17；
所述生物炭收集器18顶端与倾斜式裂解炉10的内层热解炉管道底端出口11连通；生物炭收集器18一侧设置有物料出口21，与物料出口21相对一侧的下部设有生物灰出口20；
所述填料进样装置包括两级螺旋进料器1和热载体进料器5；所述两级螺旋进料器1和热载体进料器5的出料端汇合，形成填料进样装置的出料口，所述填料进样装置的出料口与倾斜式裂解炉10的内层热解炉管道上端连通；
所述催化裂化反应器23为圆柱形直管，直管外周设置有电加热炉24，所述电加热炉24上设置有温度计25；所述催化裂化反应器23上端侧壁上设置有催化填料进料器26，下端出口连接有下斜管a30，下斜管内、尾端处设有风叶式送料器31；所述催化裂化反应器23上端设置有生物质气出口29；
所述热解炉管道通过热解炉出口12处设置的下斜管b22与催化裂化反应器23直管下端连通。
所述生物质热解炉10采用倾斜式放置，与水平面倾斜角度为65-75 o；所述内层热解炉管道内管径为50-80 mm。
所述陶瓷保温层15内壁上均匀分布有隔断片13；所述隔断片13高度小于加热通道宽度；所述生物质热解炉10上设置有测量加热通道温度的温度计14。
所述催化裂化反应器23的直管内管径为50-80 mm，直管与水平面呈垂直放置；所述下斜管a30相对于直管的倾斜度为40-60 o；所述下斜管b22与催化裂化反应器23直管连接处为直管底端上方的10-20 mm处，下斜管b23相对于直管的倾斜度角度为40-60 o。
所述生物灰收集器18内部设置有向物料出口21方向倾斜的筛网19，所述筛网19边缘与生物灰收集器18内侧面完全相连，倾斜角度为40-60 o，且筛网24与生物灰收集器18物料出口26一侧的连接位置与物料出口26的下端持平；所述筛网孔径为0.3-0.5 mm。
所述两级螺旋进料器1包括串联的螺旋进料器a和螺旋进料器b；所述每个螺旋进料器的一端上方设有进料口2，另一端下方设置有出料口3；所述螺旋进料器a的出料口3与螺旋进料器b的进料口2连接；所述两个螺旋进料器上进料端分别设置有螺旋进料器变调器4。
所述热载体进料器5为密封漏斗状，漏斗顶端设置有热载体进料器进料口6，漏斗一侧设置有物料入口9；所述漏斗上设置有热载体进料器透视镜7；漏斗结构下端为直管；所述两级螺旋进料器1通过螺旋进料器b的出料口3与漏斗下端的直管连通；所述两级螺旋进料器1与热载体进料器5相连的直管上方设有翻转式阀门a8。
所述催化填料进料器26为密封漏斗状，漏斗顶端设置有催化填料进料器进料口27，所述漏斗上设置有催化填料进料器透视镜71；漏斗结构下端设置有翻转式阀门b28。
所述热载体进料器5中装填的热载体为陶瓷球和石英砂中的一种；所述催化填料进料器26中装填的催化填料为HZSM-5、Fe/HZSM-5、Ga/HZSM-5中的一种。
本发明还提供生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置的使用方法，该方法包括如下步骤：（1）将生物质原料，热载体和催化填料分别装填到两级螺旋进料器，热载体进料器和催化填料进料器中；（2）将燃烧器产生的烟气通入加热通道对热解炉进行加热，使生物质热解炉温度保持在400-600 oC之间；（3）开启螺旋进料器中的变调器和热载体进料器的翻转式阀门，使生物质原料和热载体进入热解炉中并进行热解反应，通过变调器和翻转式阀门控制生物质原料和热载体进入热解炉的速度；（4）热解产物中蒸汽成分通过热解炉顶端出口和下斜管b进入催化裂化反应器中；热解产物中生物炭成分伴随热载体经由热解炉底端出口进入生物炭收集器中，在生物炭收集器筛网作用下分离为生物炭和热载体，收集热载体，并将其返回热载体进料器中循环使用；（5）开启催化裂化反应器热加热炉，控制催化裂化反应器温度在300-500 oC之间；（6）开启催化填料进料器翻转式阀门和催化裂化反应器的风叶式送料器，控制催化填料在催化裂化反应器中流化的速度；（7）生物蒸汽在催化填料的作用下进一步进行裂解反应，所得芳烃产物从催化裂化反应器上端出口送入收集器中，催化填料通过风叶式送料器收集再生后返回到催化填料进料器中循环使用。
如图1所示，一种生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置，由生物质热解炉10，催化裂化反应器23，两级螺旋进料器1，热载体进料器5，催化填料进料器26以及生物炭收集器18等组成；所述的生物质热解炉10为圆柱形直管结构，热解炉内管为热解反应管，内管外侧为烟气加热通道，加热通道外侧由陶瓷保温层19进行保温，在生物质热解炉上端侧壁连有热载体进料器5和两级螺旋进料器1，热解炉底端出口11连有生物炭收集器18，热解炉顶端出口12通过下斜管b22与催化裂化反应器23相连；所述的催化裂化反应器23为圆柱形直管结构，在其直管外侧设有电加热炉24，上端侧壁连接有催化填料进料器26，下端出口连接有下斜管a30，下斜管中设有风叶式送料器31。
所述的生物质热解炉10采用倾斜式放置，倾斜角度为65-75 o；热解炉为圆柱形直管结构，有内外两层，内层直管管径为50-80 mm，在其外侧设有加热通道，通道两端设有烟气入口16和烟气出口17，通过燃烧器产生的烟气对其进行加热，加热通道内均匀分布有隔断片13，起增强换热效应，通道外壁设置有陶瓷保温层15和温度计14，通过燃烧器控制生物质热解炉加热温度。
所述的催化裂化反应器23为圆柱形直管结构，直管管径为50-80 mm，与水平面呈垂直放置，在直管外侧设置有电加热炉24，电加热炉炉体设有温度计25进行温度测量，通过电加热炉24控制催化裂化反应温度，在直管反应器上端设置有生物质气出口29，底端催化填料出口连接有下斜管30，下斜管尾端安装有风叶式送料器31控制催化填料下降速度，下斜管30倾斜度为40-60 o。
所述的催化裂化反应器23与生物质热解炉10相连的下斜管22位于催化裂化反应器底端上方的10-20 mm处，倾斜角度为40-60 o。
所述的生物炭收集器18为长方体结构，内部装有单层筛网19，筛网与生物炭收集器四个侧面相连，采用倾斜方式填装，倾斜角度为40-60 o，筛网孔径为0.3-0.5 mm。生物炭收集器一侧设有物料出口21，对应一侧下端设有生物灰出口20。
所述的热载体进料器5为圆柱形漏斗结构，在其顶端设置有热载体进料器进料口6，中部设置有透视镜7，侧面设有物料入口9。热载体进料器下端为直管形状，在直管中设置有翻转式阀门8，采用变频调节器控制翻转式阀门8从而控制热载体进入裂解炉的速率。
所述的催化填料进料器26为圆柱形漏斗结构，在其顶端设置有催化填料进料器进料口27，下端直管中设置有翻转式阀门28，所述漏斗上设置有催化填料进料器透视镜71；采用变频调节器控制翻转式阀门28从而控制催化填料进入催化裂化反应器的速率。
所述的两级螺旋进料器1由一级螺旋进料器和二级螺旋进料器串联而成，在一级螺旋进料器一端上部设有进料口2，在二级螺旋进料器尾端设有出料口3，二级螺旋进料器出料口与热载体进料器翻转式阀门下端直管相切，采用变调器4调节生物质原料在一级螺旋进料器和二级螺旋进料器的流动速度。
所述的热载体进料器5中装填的热载体为陶瓷球和石英砂中的一种。
所述的催化填料进料器26中装填的催化填料为HZSM-5、Fe/HZSM-5、Ga/HZSM-5中的一种。
本发明还提供了一种生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置制备芳烃液体燃料的方法，该方法包括如下步骤：
（1）将生物质原料，热载体和催化填料分别装填到两级螺旋进料器，热载体进料器和催化填料进料器中；
（2）通过生物质热解炉下端烟气进口处的燃烧器对热解炉进行加热，使生物质热解炉温度保持在400-600 oC之间；
（3）开启螺旋进料器和热载体进料器中的变调器，控制生物质原料和热载体进入热解炉的速度；
（4）热解产物中蒸汽成分通过热解炉顶端出口通道进入催化裂化反应器中；
（5）热解产物中生物炭成分伴随热载体从热解炉底端出口进入生物炭收集器中，在生物炭收集器筛网作用下分离为生物炭和热载体，热载体通过循环通道返回热载体进料器中；
（6）开启催化裂化反应器热加热炉，控制催化裂化反应器温度在300-500 oC之间；
（7）开启催化填料进料器变调器和风叶式送料器，控制催化填料在催化裂化反应器中流化的速度；
（8）生物蒸汽在催化填料的作用下进一步进行裂解反应，所得芳烃产物从催化裂化反应器上端出口送入收集器中，催化填料通过风叶式送料器收集再生后返回到催化填料进料器中。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：包括生物质热解炉（10），催化裂化反应器（23），填料进样装置，催化填料进料器（26）以及位于生物质热解炉（10）下方的生物炭收集器（18）；
所述生物质热解炉（10）为圆筒状，包括内层热解炉管道和外层陶瓷保温层（15），所述内层热解炉管道和外层陶瓷保温层（15）之间设置有加热通道；所述热解炉管道顶端封闭、其上端设置有热解炉出口（12）；所述陶瓷保温层（15）下端设置有与加热通道相通的烟气进口（16），陶瓷保温层（15）上端设置有与加热通道相通的烟气出口（17）；
所述生物炭收集器（18）顶端与倾斜式裂解炉（10）的内层热解炉管道底端出口（11）连通；生物炭收集器（18）一侧设置有物料出口（21），与物料出口（21）相对一侧的下部设有生物灰出口（20）；
所述填料进样装置包括两级螺旋进料器（1）和热载体进料器（5）；所述两级螺旋进料器（1）和热载体进料器（5）的出料端汇合，形成填料进样装置的出料口，所述填料进样装置的出料口与倾斜式裂解炉（10）的内层热解炉管道上端连通；
所述催化裂化反应器（23）为圆柱形直管，直管外周设置有电加热炉（24），所述电加热炉（24）上设置有温度计（25）；所述催化裂化反应器（23）上端侧壁上设置有催化填料进料器（26），下端出口连接有下斜管a（30），下斜管内、尾端处设有风叶式送料器（31）；所述催化裂化反应器（23）上端设置有生物质气出口（29）；
所述热解炉管道通过热解炉出口（12）处设置的下斜管b（22）与催化裂化反应器（23）直管下端连通。
2.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述生物质热解炉（10）采用倾斜式放置，与水平面倾斜角度为65-75 o；所述内层热解炉管道内管径为50-80 mm。
3.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述陶瓷保温层（15）内壁上均匀分布有隔断片（13）；所述隔断片（13）高度小于加热通道宽度；所述生物质热解炉（10）上设置有测量加热通道温度的温度计（14）。
4.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：(一）所述催化裂化反应器（23）的直管内管径为50-80 mm，直管与水平面呈垂直放置；所述下斜管a（30）相对于直管的倾斜度为40-60 o；（二）所述下斜管b（22）与催化裂化反应器（23）直管连接处为直管底端上方的10-20 mm处，下斜管b（22）相对于直管的倾斜度角度为40-60 o。
5.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述生物灰收集器（18）内部设置有向物料出口（21）方向倾斜的筛网（19），所述筛网（19）边缘与生物灰收集器（18）内侧面完全相连，倾斜角度为40-60 o，且筛网（24）与生物灰收集器（18）物料出口（26）一侧的连接位置与物料出口（26）的下端持平；所述筛网孔径为0.3-0.5mm。
6.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述两级螺旋进料器（1）包括串联的螺旋进料器a和螺旋进料器b；所述每个螺旋进料器的一端上方设有进料口（2），另一端下方设置有出料口（3）；所述螺旋进料器a的出料口（3）与螺旋进料器b的进料口（2）连接；所述两个螺旋进料器上进料端分别设置有螺旋进料器变调器（4）。
7.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述热载体进料器（5）为密封漏斗状，漏斗顶端设置有热载体进料器进料口（6），漏斗一侧设置有物料入口（9）；所述漏斗上设置有热载体进料器透视镜（7）；漏斗结构下端为直管；所述两级螺旋进料器（1）通过螺旋进料器b的出料口（3）与漏斗下端的直管连通；所述两级螺旋进料器（1）与热载体进料器（5）相连的直管上方设有翻转式阀门a（8）。
8.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述催化填料进料器（26）为密封漏斗状，漏斗顶端设置有催化填料进料器进料口（27），所述漏斗上设置有催化填料进料器透视镜（71）；漏斗结构下端设置有翻转式阀门b（28）。
9.如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置，其特征在于：所述热载体进料器（5）中装填的热载体为陶瓷球和石英砂中的一种；所述催化填料进料器（26）中装填的催化填料为HZSM-5、Fe/HZSM-5、Ga/HZSM-5中的一种。
10.一种如权利要求1所述的生物质热解-催化裂化制备芳烃一体化反应装置的使用方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）将生物质原料，热载体和催化填料分别装填到两级螺旋进料器，热载体进料器和催化填料进料器中；（2）将燃烧器产生的烟气通入加热通道对热解炉进行加热，使生物质热解炉温度保持在400-600 oC之间；（3）开启螺旋进料器中的变调器和热载体进料器的翻转式阀门，使生物质原料和热载体进入热解炉中并进行热解反应，通过变调器和翻转式阀门控制生物质原料和热载体进入热解炉的速度；（4）热解产物中蒸汽成分通过热解炉顶端出口和下斜管b进入催化裂化反应器中；热解产物中生物炭成分伴随热载体经由热解炉底端出口进入生物炭收集器中，在生物炭收集器筛网作用下分离为生物炭和热载体，收集热载体，并将其返回热载体进料器中循环使用；（5）开启催化裂化反应器热加热炉，控制催化裂化反应器温度在300-500 oC之间；（6）开启催化填料进料器翻转式阀门和催化裂化反应器的风叶式送料器，控制催化填料在催化裂化反应器中流化的速度；（7）生物蒸汽在催化填料的作用下进一步进行裂解反应，所得芳烃产物从催化裂化反应器上端出口送入收集器中，催化填料通过风叶式送料器收集再生后返回到催化填料进料器中循环使用。
CN201710034142.3A 2017-01-18 2017-01-18 一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法 Active CN106753482B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710034142.3A CN106753482B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710034142.3A CN106753482B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106753482A true CN106753482A (zh) 2017-05-31
CN106753482B CN106753482B (zh) 2019-09-10

Family

ID=58947282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710034142.3A Active CN106753482B (zh) 2017-01-18 2017-01-18 一种生物质热解-催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106753482B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107723015A (zh) * 2017-11-06 2018-02-23 南昌大学 一种下吸式快速热解生物质的装置
CN107828431A (zh) * 2017-11-06 2018-03-23 南昌大学 一种果壳类废弃物微波辅助热解转化燃油的方法
CN107892930A (zh) * 2017-11-06 2018-04-10 南昌大学 一种果核类废弃物快速热解制油的方法
CN110305677A (zh) * 2019-06-18 2019-10-08 中国科学技术大学 可在线取料的生物质连续解聚装置及方法
WO2021016878A1 (zh) * 2019-07-30 2021-02-04 李媛媛 热解炉

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1490380A (zh) * 2002-10-18 2004-04-21 山东理工大学 生物质裂解液化系统
JP2005075925A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Maywa Co Ltd 有機質廃材熱分解炭化法
CN101100621A (zh) * 2007-07-03 2008-01-09 山东省科学院能源研究所 生物质富氢燃气制备方法及装置
CN101407722A (zh) * 2008-10-10 2009-04-15 哈尔滨工业大学 一种生物质高温热解气化及高温热解气催化净化系统
CN102061184A (zh) * 2010-09-01 2011-05-18 安徽易能生物能源有限公司 一种无动力式固体热载体热解技术的设计方法
CN201942645U (zh) * 2011-01-12 2011-08-24 西安科技大学 一种煤热解联合焦油催化裂解装置
WO2014121369A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 Envirollea Inc. Mobile plant for thermally treating a contaminated or uncontaminated feed stream, processes thereof and uses of products thereof
CN105482835A (zh) * 2015-12-21 2016-04-13 中国科学院过程工程研究所 一种集成式生物质燃气催化合成及净化装置
CN106281372A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 华能国际电力股份有限公司 一种利用固体热载体的热解反应器及连续热解方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1490380A (zh) * 2002-10-18 2004-04-21 山东理工大学 生物质裂解液化系统
JP2005075925A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Maywa Co Ltd 有機質廃材熱分解炭化法
CN101100621A (zh) * 2007-07-03 2008-01-09 山东省科学院能源研究所 生物质富氢燃气制备方法及装置
CN101407722A (zh) * 2008-10-10 2009-04-15 哈尔滨工业大学 一种生物质高温热解气化及高温热解气催化净化系统
CN102061184A (zh) * 2010-09-01 2011-05-18 安徽易能生物能源有限公司 一种无动力式固体热载体热解技术的设计方法
CN201942645U (zh) * 2011-01-12 2011-08-24 西安科技大学 一种煤热解联合焦油催化裂解装置
WO2014121369A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 Envirollea Inc. Mobile plant for thermally treating a contaminated or uncontaminated feed stream, processes thereof and uses of products thereof
CN105482835A (zh) * 2015-12-21 2016-04-13 中国科学院过程工程研究所 一种集成式生物质燃气催化合成及净化装置
CN106281372A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 华能国际电力股份有限公司 一种利用固体热载体的热解反应器及连续热解方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107723015A (zh) * 2017-11-06 2018-02-23 南昌大学 一种下吸式快速热解生物质的装置
CN107828431A (zh) * 2017-11-06 2018-03-23 南昌大学 一种果壳类废弃物微波辅助热解转化燃油的方法
CN107892930A (zh) * 2017-11-06 2018-04-10 南昌大学 一种果核类废弃物快速热解制油的方法
CN107828431B (zh) * 2017-11-06 2019-10-01 南昌大学 一种果壳类废弃物微波辅助热解转化燃油的方法
CN107892930B (zh) * 2017-11-06 2019-10-29 南昌大学 一种果核类废弃物快速热解制油的方法
CN110305677A (zh) * 2019-06-18 2019-10-08 中国科学技术大学 可在线取料的生物质连续解聚装置及方法
WO2021016878A1 (zh) * 2019-07-30 2021-02-04 李媛媛 热解炉

Also Published As

Publication number Publication date
CN106753482B (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106753482A (zh) 一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法
CN102329651B (zh) 一种三段式生物质热解气化制取合成气的气化装置
CN104099111B (zh) 生物质连续整体热解炉
CN105273731A (zh) 一种生物质热解联产燃气/生物炭装置及工艺
CN204237743U (zh) 一种新型煤干馏炉
CN105694935A (zh) 一种粉煤干馏活化一体炉
CN110066671B (zh) 催化剂再生的生物质微波催化热解方法及其一体化装置
CN109022003A (zh) 一种利用生物质制备高热值燃气的系统和方法
CN103382402A (zh) 生物质气化热解反应系统及方法
CN110066670B (zh) 催化剂再生的生物质连续催化热解方法及一体化装置
CN210085371U (zh) 催化剂再生的生物质连续催化热解一体化装置
CN207811677U (zh) 一种高温两段式热解反应器
CN205133503U (zh) 一种生物质热解联产燃气/生物炭装置
CN207811688U (zh) 生物质热解气化系统
CN109266370B (zh) 一种渐进式生物质高效节能热解炉
CN205974389U (zh) 一种蓄热式移动床热解和裂解反应器
CN208104295U (zh) 一种两段式高温煤粉热解处理系统
CN205710620U (zh) 一种生物质气化装置
CN205710619U (zh) 一种生物质气化装置
CN206204179U (zh) 一种用生物质和乙炔制取苯的系统
CN105694984A (zh) 一种生物质气化装置
CN207811674U (zh) 一种三段式煤粉热解处理系统
CN108728143B (zh) 生物质非原位催化热解液化系统
CN207811689U (zh) 一种组合式的热解气化装置
CN205974396U (zh) 一种蓄热式移动床热解和裂解管裂解反应器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant