CN111117672A - 一种立式搅拌研磨热解装置 - Google Patents

一种立式搅拌研磨热解装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111117672A
CN111117672A CN202010053473.3A CN202010053473A CN111117672A CN 111117672 A CN111117672 A CN 111117672A CN 202010053473 A CN202010053473 A CN 202010053473A CN 111117672 A CN111117672 A CN 111117672A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyrolysis
grinding
reactor
stirring
biomass
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.)
Pending
Application number
CN202010053473.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李斌
赵立军
刘东京
王爽
徐志祥
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.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu 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 Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN202010053473.3A priority Critical patent/CN111117672A/zh
Publication of CN111117672A publication Critical patent/CN111117672A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONAGEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING, DISPERSING
    • B01F13/00Other mixers; Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers
    • B01F13/10Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers
    • B01F13/1041Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers comprising mixers specially adapted for mixing in combination with disintegrating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONAGEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING, DISPERSING
    • B01F13/00Other mixers; Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers
    • B01F13/10Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers
    • B01F2013/1075Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers combining mixing with other treatments
    • B01F2013/1077Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers combining mixing with other treatments with disintegrating
    • B01F2013/1086Mixing plant, including combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers combining mixing with other treatments with disintegrating by grinding or milling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Abstract

本发明公开了一种立式搅拌研磨热解装置,包括热解反应器,环绕热解反应器的外部套有高温烟箱,通过向高温烟箱内输入高温烟气,进而使热解反应器达到热解所需要的温度;热解反应器内部有搅拌轴和研磨介质;生物质颗粒被给入热解反应器后,通过搅拌轴的搅拌叶轮配合研磨介质对热解反应器内的生物质颗粒进行研磨并充分热解,颗粒表面迅速升温热解炭化并释放出挥发分,表面炭在研磨介质的碰撞、剪切作用下被研碎,促使新鲜生物质表面暴露出来快速热解,循环往复直至生物质颗粒完全热解破碎。本发明可实现大颗粒生物质的直接快速热解液化,显著降低生物质破碎预处理的成本,装置简单,易于放大,技术经济性好。

Description

一种立式搅拌研磨热解装置
技术领域
本发明属于生物质能技术领域,尤其涉及一种立式搅拌研磨热解装置。
背景技术
生物质快速热解液化技术可得到更高产率的生物油,与原料生物质相比,生物油的能量密度大大提高,运输成本大幅下降,有利于进一步集中规模化炼制,对于实现生物质高效转化与高值化利用有重要意义。
要实现生物质颗粒的快速热解,也即实现生物质颗粒的高的升温速率,这就要求生物质的颗粒粒径非常小,从而使得外部热量能够快速传递到生物质颗粒内部,这对生物质的粉碎预处理提出了很高的要求。以流化床快速热解液化技术为例,生物质的入炉颗粒尺寸一般要求在2-3mm。而考虑到生物质特殊的纤维结构,其极难粉碎,粉碎过程的耗时长、能耗高,这对生物质快速热解液化技术的经济性十分不利。
生物质快速热解液化过程中热量的有效供给也是当前该技术发展中面临的重要问题。考虑到热解过程是吸热的,如何将外部热量快速、有效地传递到热解炉内是保障生物质颗粒快速升温快速热解的关键,特别是在热解技术放大应用时,热量快速、有效供给已成为限制生物质快速热解液化技术应用的重要瓶颈。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明提出了一种立式搅拌研磨热解装置,通过在热解反应器中引入研磨介质,并利用搅拌叶轮旋转带动研磨介质运动,不仅可显著强化热解反应器内的传热传质速率,而且可通过热解和研磨同步进行实现大颗粒生物质的直接快速热解液化,其结构简单,操作方便,技术经济性好,有很好的应用前景。
发明所采用的技术方案如下:
一种立式搅拌研磨热解装置,包括热解反应器,环绕热解反应器的外部套有高温烟箱,通过向高温烟箱内输入高温烟气,进而使热解反应器达到热解所需要的温度;所述热解反应器内部有搅拌轴,且热解反应器内部填充有研磨介质;通过搅拌轴的搅拌叶轮配合研磨介质对热解反应器内的生物质颗粒进行研磨并热解,生物质颗粒表面迅速升温热解炭化并释放出挥发分,表面炭在研磨介质的碰撞、剪切作用下被研碎,促使新鲜生物质表面暴露出来快速热解,循环往复直至生物质颗粒完全热解破碎。
进一步,所述烟箱内部为自下往上的环形通道,高温烟箱的底部设有高温烟气入口,高温烟箱的顶部设有烟气出口。
进一步,所述研磨介质单独采用卵石、钢球、陶瓷球或硅球;
进一步,在研磨过程中,选择多种直径规格的研磨介质进行混合使用,采用不同尺寸的研磨介质搭配使用可以增大研磨介质与生物质颗粒之间的接触,提高研磨、热解的效率;
进一步,所述研磨介质的直径为5-100mm;
进一步,所述热解反应器的顶部设有生物质入口、研磨介质入口以及热解挥发分和热解焦的出口;
进一步,所述热解反应器的底部设有多孔筛板,从而更好地将热解反应器1内的热解焦排出;
进一步,所述搅拌轴上设有搅拌叶轮,搅拌叶轮可以采用螺旋式、盘式、棒式和叶轮式。
本发明的有益效果:
1、本发明的有益效果是通过在热解反应器中引入研磨介质,一方面用于破碎研磨生物质颗粒,另一方面还可作为固体热载体强化换热;利用搅拌叶轮旋转带动研磨介质运动,可显著强化热解反应器内的传热传质速率,有利于实现生物质颗粒快速升温、快速热解。
2、同时,利用颗粒表面升温速率快、易迅速热解炭化的特点,将研磨和热解过程同步进行,颗粒表面快速热解炭化后被研磨迅速剥离,使新鲜生物质表面暴露出来继续快速热解炭化、研磨,如此循环往复、直至生物质颗粒被完全热解破碎,可实现大颗粒生物质的直接快速热解液化。
附图说明
图1是本发明一种立式搅拌研磨热解装置的结构示意图;
图中,1、热解反应器;2、研磨介质;3、搅拌轴;4、驱动装置;5、高温烟箱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明所设计的一种立式搅拌研磨热解装置如图1所示,包括圆柱形状或圆锥台形状的热解反应器1,环绕热解反应器1的外部套有高温烟箱5,高温烟箱5内部为自下往上的螺旋通道,高温烟箱5的底部设有高温烟气入口,高温烟箱5的顶部设有烟气出口。
在热解反应器1内部有竖直的搅拌轴3,搅拌轴3的一端位于热解反应器1内,另一端连接驱动装置4,由驱动装置4带动搅拌轴3旋转;且搅拌轴3位于热解反应器1内的部分设有搅拌叶轮,搅拌叶轮可以采用螺旋式、盘式、棒式和叶轮式。
热解反应器1内部填充有研磨介质2,在本实施例中,从卵石、钢球、陶瓷球和硅球中任意选择一种作为研磨介质2;为了使得生物质颗粒与研磨介质2之间的充分接触,选择多种直径规格的研磨介质2进行混合使用,在本实施例中研磨介质2的直径为5-100mm。
在热解反应器1的顶部设有热解挥发分以及热解焦出口,在热解反应器1的底部设置为盲板,生物质颗粒热解产生的热解挥发分以及热解焦能够从热解反应器1顶部的热解挥发分以及热解焦出口排出,另外,还可以将热解反应器1的底部的盲板设置为多孔筛板,热解反应器1内产生的一部分热解焦还可以从多孔筛板中排出。
在热解开始前,通过高温烟气入口向高温烟箱5内通入高温烟气,高温烟箱5的热量传递给热解反应器1壁面,反应器内研磨介质2在搅拌叶轮的带动下快速运动,通过研磨介质的快速运动能够将壁面的热量被快速带至反应器内1内。
生物质颗粒从热解反应器1顶部给入后,与热的研磨介质2迅速均匀混合,热量快速从研磨介质2传递至生物质表面,生物质颗粒外表面温度迅速升高快速热解炭化并释放出挥发分,生物质颗粒表面的炭则在研磨介质的碰撞、剪切作用下被研磨迅速从颗粒表面剥离,新鲜的生物质表面得以暴露出来继续快速升温热解炭化、研磨,如此循环往复、直至生物质颗粒被完全热解破碎。生物质热解产生的热解焦粉末由热解反应器底部过筛后排出或由挥发分携带从热解反应器1顶部出来,热解焦与挥发分经后续气固分离和冷凝后可得到热解气、热解焦和生物油三态产物。
本发明所提出的立式搅拌研磨热解装置通过将热解和研磨过程结合,使得大颗粒生物质表面始终处于快速升温快速热解状态,实现了大颗粒生物质的直接快速热解液化,大幅降低了生物质破碎预处理的成本,提高了快速热解技术的经济性;同时,研磨介质的运动还强化了热解过程中的传热传质速率,有效解决了生物质热解过程中热量快速有效供给的问题。整个热解装置结构简单,操作方便,造价低,技术经济性好,有很好的应用前景。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,本发明的保护范围不限于上述实施例。所以,凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰,均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,包括热解反应器(1),环绕热解反应器(1)的外部套有高温烟箱(5),通过向高温烟箱(5)内输入高温烟气,进而使热解反应器(1)达到热解所需要的温度;所述热解反应器(1)内部有搅拌轴(3),且热解反应器(1)内部填充有研磨介质(2);通过搅拌轴(3)的搅拌叶轮配合研磨介质(2)对热解反应器(1)内的生物质颗粒进行研磨实现充分热解。
2.根据权利要求1所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述烟箱(5)内部为自下往上的环形通道,高温烟箱(5)的底部设有高温烟气入口,高温烟箱(5)的顶部设有烟气出口。
3.根据权利要求2所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述研磨介质(2)选用卵石、钢球、陶瓷球或硅球。
4.根据权利要求3所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,在研磨过程中,选择多种直径规格的研磨介质(2)进行混合使用。
5.根据权利要求1所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述研磨介质(2)的直径为5-100mm。
6.根据权利要求1所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述热解反应器(1)的顶部设有生物质入口、研磨介质入口以及热解挥发分和热解焦的出口。
7.根据权利要求1所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述热解反应器1的底部为盲板或者多孔筛板,通过多孔筛板能够更好地将热解反应器(1)内的热解焦排出。
8.根据权利要求1所述的一种立式搅拌研磨热解装置,其特征在于,所述搅拌轴(3)上设有搅拌叶轮,搅拌叶轮可以采用螺旋式、盘式、棒式和叶轮式。
CN202010053473.3A 2020-01-17 2020-01-17 一种立式搅拌研磨热解装置 Pending CN111117672A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010053473.3A CN111117672A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种立式搅拌研磨热解装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010053473.3A CN111117672A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种立式搅拌研磨热解装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111117672A true CN111117672A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70490891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010053473.3A Pending CN111117672A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种立式搅拌研磨热解装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111117672A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101230280A (zh) * 2008-02-29 2008-07-30 合肥天焱绿色能源开发有限公司 一种固体生物质立式连续干馏装置
US20130199919A1 (en) * 2010-06-22 2013-08-08 Curtin University Of Technology Method of and system for grinding pyrolysis of particulate carbonaceous feedstock
CN106753489A (zh) * 2016-11-25 2017-05-31 华能国际电力股份有限公司 一种基于煤粉炉的煤热解蒸汽、焦油和煤气联产系统及工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101230280A (zh) * 2008-02-29 2008-07-30 合肥天焱绿色能源开发有限公司 一种固体生物质立式连续干馏装置
US20130199919A1 (en) * 2010-06-22 2013-08-08 Curtin University Of Technology Method of and system for grinding pyrolysis of particulate carbonaceous feedstock
CN106753489A (zh) * 2016-11-25 2017-05-31 华能国际电力股份有限公司 一种基于煤粉炉的煤热解蒸汽、焦油和煤气联产系统及工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5925195B2 (ja) 微粒子炭素質原料の破砕熱分解のための方法およびシステム
CN105524662B (zh) 一种生物质微波热解气化制合成气的方法
CN102285650B (zh) 一种采用生物质进行供热的、由粉煤灰生产活性炭的工艺
JP6664803B2 (ja) バイオマス処理方法および装置
CN210916134U (zh) 一种铁矿石煤基氢冶金装置
CN109893997B (zh) 生物质锅炉燃料预处理方法、预处理装置及烟气脱硝方法
CN205328945U (zh) 一种生物质原油生产设备的反应器
CN111117672A (zh) 一种立式搅拌研磨热解装置
CN104449773B (zh) 一种低阶煤粉的提质方法及其装置
CN206318940U (zh) 旋转床热解炉和具有该旋转床热解炉的生活垃圾处理系统
CN210505595U (zh) 一种生产活性焦的热解装置
CN107974301A (zh) 一种组合式的热解气化装置
CN103642515A (zh) 一种小颗粒油母页岩低温干馏提油工艺
CN104194806B (zh) 一种旋转床热解炉和热解方法
CN210916204U (zh) 一种铁矿石回转窑煤基氢冶金装置
CN209322804U (zh) 一种炭/油/气联产的一体化装置
CN102776010B (zh) 一种油页岩干馏方法
CN204661609U (zh) 生物质热解反应器及双级热解反应器
CN106635111A (zh) 一种新型生物质热解生产液体燃料联产生物炭系统
CN206109303U (zh) 一种机制生物炭生产装置
CN103666508A (zh) 一种低阶煤低温干馏热解工艺
CN208586247U (zh) 一种生物质颗粒物碳化处理设备
CN107057731A (zh) 利用电磁波进行生物质碳化的设备
CN106678815A (zh) 一种生活垃圾低温热解系统及方法
CN102559978A (zh) 一种电加热生产海绵铁的方法及其系统

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