CN1225521C - 离心分离生物质快速热解液化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生物质快速热解液化、气化，或某些物料的快速脱水干燥的装置。技术方案包括生物质料斗1、热载体供料器2、热解蒸汽通道7、动力输入轴13，外壳8，特征是，与生物质料斗1和热载体供料器2相接有一沿竖直方向设置的热解管5，在外壳8内、热解管5的下方、与动力输入轴13相接有一旋转分离叶轮9；在外壳8的底部设有两个环形槽11和12，及与环形槽相对应的刮板机构17和18。该装置运行成本低、结构简单、便于操作。
Description
本发明涉及一种用于生物质热解液化、气化，或某些物料的快速脱水干燥的装置。
生物质能源是一种高效和廉价的太阳能浓缩储存方式，其开发已得到世界各国的重视。快速热解是较有效的方法之一。它是将生物质在极短的时间内加热、冷却，从而得到生物油、木炭和不冷凝气体。目前，已有几种类型的设备可用来完成这种工艺。如美国乔治亚理工学院GIT(the GeorginInstitute of Technology，Atlanta，GA，U.S.A.)开发的携带床反应器(Entrained flow reactor)、荷兰乔特大学(University ofTwente，Netherlands)开发的旋转锥壳反应器(Twente rotatingcone process)。前者是将空气与丙烷按照化学当量比引入反应管的下部燃烧区燃烧，热烟气由下向上通过反应管并和生物质在其加入口后面混合，对生物质加热，一般情况下，热烟气流量应是生物质流量的4倍，它的缺点在于，运行时需要大量的热烟气作为载气，且造成不可凝气体热值低(大约1MJ/kg)；后者的产油率很高，运行时不需要载气，但整套装置存在着能耗高的问题。
本发明的目的是要提供一种运行成本低、结构简单、便于操作的生物质快速热解液化装置。
为了达到本发明的目的，所采取的技术方案包括生物质料斗1、热载体供料器2、热解蒸汽通道7、动力输入轴13，外壳8，其特征在于，与生物质料斗1和热载体供料器2相接有一沿竖直方向设置的热解管5，在外壳8内、热解管5的下方、与动力输入轴13相接有一旋转分离叶轮9；在外壳8的底部设有两个环形槽11和12，在环形槽11内设有刮板机构17，在环形槽12内可设置刮板机构18。
旋转分离叶轮9由两块同轴心圆形平板夹着径向型或渐开线型或螺旋线型槽构成，其转速为150～450转/分。
其热载体供料器2中设有加热装置。
环行槽12可以为出口低的螺旋斜槽，此时，该槽内不设置刮板机构18。
本发明的主要优点是：不需要惰性载气，易回收热载体热能，因此，设备结构和运行条件都比较简单、能耗低，产物油和气均具有较高使用价值。
图1是本离心分离生物质快速热解液化装置结构示意图；
图2是本离心分离生物质快速热解液化装置的旋转分离叶轮的一个实施例的结构示意图。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，1为生物质料斗，2为带有加热装置的热载体供料器，5为竖直的反应管，3为生物质加料绞龙，8为外壳，7为热解蒸汽通道，6为喷雾冷激装置，4为气体出口，10为生物油出口，9为旋转分离叶轮，13为动力输入轴，14为电动机，11和12为两个环形槽，17和18为与上述环形槽相对应的刮板机构(如果环形槽12为出口低的螺旋斜槽，则没有刮板机构18)，15为生物质残余物收集箱，16为热载体收集箱。图2为由两块同轴心圆形平板夹着径向型槽构成的旋转分离叶轮9，拆去上圆形平板时的结构示意图。
生物质由生物质料斗1经生物质加料绞龙3进入反应管5，在自由降落的过程中，与由热载体供料器2输送给反应管5的热载体进行混合热解，热解后的生物质残余物和热载体的混合物落入旋转分离叶轮9后即被旋转分离，分别落入环形槽11和12，再经刮板机构17和18分别刮入生物质残余物收集箱15和热载体收集箱16；而气体则经热解蒸汽通道7进入喷雾冷激装置6，经冷凝后得到液态的生物油。
本发明由于设置了热解管5，采取自由下降热解管反应结构，使得生物质和热载体混合均匀，从而达到较好的热解效果；设置旋转分离叶轮9，其转速为150～450转/分，采取旋转离心分离结构对生物质残余物和热载体进行分离，利用生物质残余物和热载体的惯性、阻力不同而达到分离目的，分离效果好；通过不同的收集通道和刮板收集生物质残余物和热载体，热载体收集箱16中的热载体则很容易由通道等方式返送到热载体供料器2中加热后循环使用，从而回收利用热载体的余热，提高装置的热效率。热载体供料器2所带有的加热装置可以为硅碳棒电加热装置。热载体可以是沙、陶瓷球等，经实验，陶瓷球的使用效果比较好。若热载体为陶瓷球，环形槽12采用出口低的螺旋斜槽较为适宜，省去刮板机构18，利用陶瓷球的重力和小的滚动磨擦系数自动滚入收集箱；热载体为砂子时，用刮板机构18效果应更好。由于生物质停滞角大，一般来说采用刮板机构17较合适。
Claims (5)
1、一种离心分离生物质快速热解液化装置，包括生物质料斗(1)、热载体供料器(2)、热解蒸汽通道(7)、动力输入轴(13)，外壳(8)，其特征在于，与生物质料斗(1)和热载体供料器(2)相接有一沿竖直方向设置的热解管(5)，在外壳(8)内、热解管(5)的下方、与动力输入轴(13)相接有一旋转分离叶轮(9)；在外壳(8)的底部设有两个环形槽(11)和(12)，在环形槽(11)内设有刮板机构(17)。
2、根据权利要求1所述的离心分离生物质快速热解液化装置，其特征在于，在环形槽(12)内设有刮板机构(18)。
3、根据权利要求1或2所述的离心分离生物质快速热解液化装置，其特征在于，旋转分离叶轮(9)由两块同轴心圆形平板夹着径向型或渐开线型或螺旋线型槽构成，其转速为150～450转/分。
4、根据权利要求1或2所述的离心分离生物质快速热解液化装置，其特征在于，其热载体供料器(2)中设有加热装置。
5、根据权利要求1或2所述的离心分离生物质快速热解液化装置，其特征在于，该装置所使用的热载体为陶瓷球或沙子。
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