CN1322096C - 三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器，用来解决制取生物燃油时生物质转化率低、轴的冷却、进入的物料不炭化、冷凝后的器体热能流失多的问题；本发明由安装在主反应器壁上的三个热载体流进管、进料管和进料管冷却水管、双层固定锥、热裂解气体出气管、热载体集流板、燃油燃烧器、燃气燃烧器、热载体流出管、内筒和安装在轴两端的转锥、链轮及电机和轴冷却进出水管组成，转锥内底部安装有锥帽，轴外安装有轴防护套，轴防护套内有经轴冷却进出水管进入和流出的轴冷却水，本发明用于制取生物燃油；具有生物质转化率高、轴冷却效果好、物料不发生炭化、流出的高热气体热能不流失的有益效果、优点和特点。
Description
技术领域：本发明涉及一种三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器，属利用废弃生物质制取生物燃油的设备技术领域。
背景技术：目前，生物质的利用技术有许多种，国外已研究开发出烧蚀涡流液化技术、真空热解液化技术、流化床热解技术、旋转锥热解液化技术等十几种热解液化装置及相应的技术。但这些技术都有不足之处。烧蚀涡流液化技术生产的油中氧的含量比较高，工艺实现起来比较困难；真空热解液化技术的反应器的真空度需要性能良好的真空泵以及很好的密封性来保证，这就加大了制造成本和运行难度；流化床热解技术是现在比较成熟的一项技术，但是它同样存在许多不足，主要是该工艺需要载气吹动物料和产物气体，使后期的载气和产物气体的分离特别的困难；旋转锥热解液化技术在中国还没有独立研制成果，大都是引进国外的技术；经查阅大量的国内外文献发现，国外转锥式反应器的结构由旋转的外锥、静止的内锥、加热元件和绝热密封的壳体组成，现行反应器都是只有两层锥，这样的结构使没有完全裂解的物料和热载体直接出了反应锥，造成了物料裂解不完全，反化率低等缺点。
发明内容：本发明的目的是设计提供一种三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器，用来解决制取生物燃油时生物质转化率低、设备中轴的冷却、物料在进入反应器以前不发生炭化、流出的高热气体中的热能不流失的问题；本发明由防爆装置、转锥、双层固定锥、热裂解气体出气管、热载体集流板、轴防护套、燃油燃烧器、轴冷却出水管、轴、链轮、轴冷却进水管、燃气燃烧器、热载体流出管、电机、主反应器壁、内筒、锥帽、热载体流进管、旋转手柄、进料管和进料管冷却水管组成，主反应器壁内安装有内筒，主反应器壁的上壁上安装有防爆装置，三个热载体流进管、热裂解气体出气管、进料管和进料管冷却水管及双层固定锥联接固定为一体，固定在进料管冷却水管外的螺纹套筒与旋转手柄螺纹联接，双层固定锥的下方有固定在轴上端的转锥，主反应器壁和内筒之间斜向安装有热载体集流板，转锥上沿设计成间断性的突沿，转锥的内底部固定有锥帽，轴经轴承固定在主反应器壁的下壁上，轴外安装有轴防护套，轴防护套内有一经轴冷却进水管进入和经轴冷却出水管流出的轴冷却水，轴冷却进水管和轴冷却出水管均固定在主反应器壁的下壁和轴防护套内，主反应器壁的下壁上还安装有燃油燃烧器、燃气燃烧器和热载体流出管，轴的下端圆定有链轮，链轮经链条与电机链接；本发明用于利用废弃生物质制取生物燃油。
本发明的有益效果、优点和特点：
1、生物质转化率高：由于在结构上设计了三层锥，在外层的转锥上沿设计了间断性的突沿，使部分不完全热裂解的生物质和热载体能重新通过第二层定锥，再回到反应器中进行裂解，从而大大提高了生物质的转化率；
2、采用双水内冷的冷却方式，解决了反应器在500℃～600℃下工作时的轴和轴承的冷却问题；
3、生物质从浸在冷却水管中的进料管进入，保证了生物质在进入反应器以前处在一个较低的温度，使生物质物料在进入反应器以前不发生炭化；
4、为使从冷凝塔出来的含有大量热量气体中的热能不浪费，在反应器的底部安装了气体燃烧器，把那部分气体引回到气体燃烧器而对反应器进行辅助加热，使流出的高热气体中的热能不流失。
附图说明：附图为本发明的内外结构示意图。
图中：1.防爆装置，2.转锥，3.双层固定锥，4.热裂解气体出气管，5.热载体集流板，6.轴防护套，7.燃油燃烧器，8.轴冷却出水管，9.轴，10.链轮，11.轴冷却进水管，12.燃气燃烧器，13.热载体流出管，14.电机，15.主反应器壁，16.内筒，17.锥帽，18.热载体流进管，19.旋转手柄，20.进料管，21.进料管冷却水管。
具体实施方式：下面结合附图再说明一下本发明的具体结构和实施方式
具体结构：
如附图所示：本发明由防爆装置1、转锥2、双层固定锥3、热裂解气体出气管4、热载体集流板5、轴防护套6、燃油燃烧器7、轴冷却出水管8、轴9、链轮10、轴冷却进水管11、燃气燃烧器12、热载体流出管13、电机14、主反应器壁15、内筒16、锥帽17、热载体流进管18、旋转手柄19、进料管20和进料管冷却水管21组成，主反应器壁15内安装有内筒16，主反应器壁15的上壁上安装有防爆装置1，三个热载体流进管18、热裂解气体出气管4、进料管20和进料管冷却水管21及双层固定锥3联接固定为一体，固定在进料管冷却水管21外的螺纹套筒与旋转手柄19螺纹联接，双层固定锥3的下方有固定在轴9上端的转锥2，主反应器壁15和内筒16之间斜向安装有热载体集流板5，转锥上沿设计成间断性的突沿，转锥2的内底部固定有锥帽17，轴9经轴承固定在主反应器壁15的下壁上，轴9外安装有轴防护套6，轴防护套6内有经轴冷却进水管11进入和经轴冷却出水管8流出的轴冷却水，轴冷却进水管11和轴冷却出水管8均固定在主反应器壁15的下壁和轴防护套6内，主反应器壁15的下壁上还安装有燃油燃烧器7、燃气燃烧器12和热载体流出管13，轴9的下端固定有链轮10，链轮10经链条与电机14链接。
实施方式：
生物质材料为玉米秆，粉碎后粒径达到0.1～0.2mm，投料使用前烘干，热载体选用粒径在1mm左右的石英砂。
实施过程
(1)、主反应器即三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器的加热，使燃油燃烧器7工作，为了在初始工作时保证主反应器内的温度迅速达到工艺温度而进行的辅助加热；
(2)、经轴冷却进水管11供给冷却水：流量为0.8L/S，向进料管冷却水管21加入冷却水；
(3)、启动转锥2：反应器内温度达550℃时，启动电机14，电机14经链条和链轮10带动轴9、转锥2和锥帽17转动；
(4)、启动热载体循环系统：使热载体循环起来；
(5)、清除系统中的氧气：通入氮气3min
(6)、喂料：10kg/h；将热载体经三个热载体流进管18进入转锥底部，生物质颗粒由进料管20也进入转锥底部，在锥帽17转动的作用下，生物质颗粒在向四周分流的同时与热载体迅速混合，然后在转锥2的离心力作用下，沿转锥面似螺旋上行，在此过程中，生物质颗粒被加热并发生闪速热裂解，热解形成的蒸气通过热裂解气体出气管4进入冷凝塔，制得生物燃油；部分没有完全热解的生物质颗粒和部分热载体在转锥上沿的作用下进入双层固定锥夹层，再流到锥底重新参加反应。而被甩出的热载体由热载体集流板5收集到热载体流出管13流出，进入热载体气力输送装置，进行循环利用。固定锥3的放置是为了减少热解蒸气在反应器内的停留空间，固定锥3与转锥2的间距可用旋转手柄19来调整；防暴装置1则是为了防止热解蒸气由于某些原因没有被迅速导出而引起主反应器内部压力增大导致爆炸问题的发生；进料冷却管21则是为了防止生物质颗粒在进入旋转锥底部之前就发生焦糊炭化而采取的冷却措施；燃气燃烧器12是为了充分利用能源而把冷凝塔中出来的不可冷凝气体引回主反应器进行燃烧和利用，以降低生物质燃油生产成本；
(7)、停止反应：停止加热，停止喂料，停止转锥和输送系统，关闭冷却水；
(8)、从冷凝塔中收集生物燃油；
(9)、清洗系统。
Claims (1)
1、一种三锥式双水内冷生物质闪速裂解制取生物燃油反应器，由防爆装置(1)、转锥(2)、双层固定锥(3)、热裂解气体出气管(4)、热载体集流板(5)、轴防护套(6)、燃油燃烧器(7)、轴冷却出水管(8)、轴(9)、链轮(10)、轴冷却进水管(11)、燃气燃烧器(12)、热载体流出管(13)、电机(14)、主反应器壁(15)、内筒(16)、锥帽(17)、热载体流进管(18)、旋转手柄(19)、进料管(20)和进料管冷却水管(21)组成，其特征在于：主反应器壁(15)内安装有内筒(16)，主反应器壁(15)的上壁上安装有防爆装置(1)，三个热载体流进管(18)、热裂解气体出气管(4)、进料管(20)和进料管冷却水管(21)及双层固定锥(3)联接固定为一体，固定在进料管冷却水管(21)外的螺纹套筒与旋转手柄(19)螺纹联接，双层固定锥(3)的下方有固定在轴(9)上端的转锥(2)，主反应器壁(15)和内筒(16)之间斜向安装有热载体集流板(5)，转锥(2)上沿设计成间断性的突沿，转锥(2)的内底部固定有锥帽(17)，轴(9)经轴承固定在主反应器壁(15)的下壁上，轴(9)外安装有轴防护套(6)，轴防护套(6)内有经轴冷却进水管(11)进入和经轴冷却出水管(8)流出的轴冷却水，轴冷却进水管(11)和轴冷却出水管(8)均固定在主反应器壁(15)的下壁和轴防护套(6)内，主反应器壁(15)的下壁上还安装有燃油燃烧器(7)、燃气燃烧器(12)和热载体流出管(13)，轴(9)的下端固定有链轮(10)，链轮(10)经链条与电机(14)链接。
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180109 Address after: 150040 College of mechanical and electrical engineering, Northeast Forestry University, Harbin City, Harbin, Heilongjiang Province, Northeast Forestry University Patentee after: Wang Shuyang Address before: 150040 Nangang district and Xinglu No. 26, Harbin, Heilongjiang Province, 310 mailbox Co-patentee before: Dong Zhiguo Patentee before: Wang Shuyang Co-patentee before: Li Bin Co-patentee before: Tan Wenying Co-patentee before: Qiao Guochao |
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Granted publication date: 20070620 Termination date: 20210608 |
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Addressee: Wang Shuyang Document name: Patent termination notice |