CN1490380A - 生物质裂解液化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物质裂解液化系统，其中反应管的上端分别与生物质加料机构及热载体加热装置的热载体出口连通，其底部与分离装置连通，分离装置的上端接冷激装置，下端设置有生物质残余出口和连通热载体收集箱的热载体出口，且反应管呈“Z”字型，煤气混合器的输入端分别接生物质气化炉的煤气出口和冷激装置经引风机输出的热解气，输出端接煤气燃烧器，煤气燃烧器与热载体加热炉连通，热载体提升装置分别与热载体收集箱和热载体加热炉连通。本装置采用生物质气化煤气和液化过程中产生的可燃气体作为热解液化的能源，并采用热载体循环技术，减少了热载体加热所需热量，降低了生物质液化的总成本，结构合理，工作性能优良。

Description

生物质裂解液化系统
所属技术领域
本发明提供一种生物质裂解液化系统，具体是带有热载体循环提升装置的生物质热解液化装置。
背景技术
将生物质在极短的时间内加热、冷却，从而得到生物油、炭和不冷凝气体，这是目前采用快速热解、对生物质进行能源开发的一种工艺。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开发的携带床反应器、荷兰乔特大学开发的旋转锥壳反应器，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，缺陷是：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；后者的产油率虽高、运行时不需要载气，但整套装置能耗高。针对上述问题，我们研制并申报了实用新型专利：离心分离生物质快速热解液化装置，包括生物质料斗、热载体供料器、热解蒸汽通道、动力输入轴、外壳，其特征在于：与生物质料斗和热载体供料器相接有一沿竖直方向设置的热解管，在外壳内、热解管的下方、与动力输入轴相接有一旋转分离叶轮，在外壳的底部设有两个环形槽，在环形槽内设有刮板机构。本装置不需要惰性载气，设备结构和运行条件都比较简单、耗能低，缺陷是：1、但没有涉及到热载体的加热及液化过程中产生的可燃气体的回收问题、以及加热生物质后热的热载体能量的回收问题，生物质液化的总成本有待于降低，其能源的利用率、生物质热解液化的连续性有待于进一步提高；2、反应管呈垂直直线状，热载体与生物质在其内的逗留时间短、在相同高度下生物质在反应管内的热解时间短、不能充分混合，影响了热源的利用率和生物质热解液化的效率，同时在热解过程中反应管的热膨胀对整个生物质液体燃料转换系统也有一定的破坏力，其工作性能有待于进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、能提高能源的利用率、保证生物质热解液化连续性的生物质裂解液化系统。其技术方案为：
包括生物质加料机构、热载体加热装置、反应管、分离装置、引风机和冷激装置，其中反应管的上端分别与生物质加料机构及热载体加热装置的热载体出口连通，其底部与分离装置连通，分离装置的上端接冷激装置，其下端设置有生物质残余出口和连通热载体收集箱的热载体出口，其特征在于：反应管呈“Z”字型，热载体加热装置包括生物质气化炉、煤气混合器、煤气燃烧器、热载体加热炉，其中煤气混合器的输入端分别接生物质气化炉的煤气出口和冷激装置经引风机输出的热解气，输出端接煤气燃烧器，煤气燃烧器与热载体加热炉连通，热载体加热炉的底部与反应管连通，增设热载体提升装置，分别与热载体收集箱和热载体加热炉连通。
所述的生物质裂解液化系统，热载体加热炉内设置有若干纵向加热气体烟道，其一端为输入端与煤气燃烧器连通，另一端与排烟道连通，排烟道内设置有空气预热器。
所述的生物质裂解液化系统，反应管的走向与垂直方向的夹角在5～75°
所述的生物质裂解液化系统，冷激装置的上端接引风机，引风机的输出端经热解气管道接煤气混合器的输入端。
所述的生物质裂解液化系统，热载体提升装置采用斗式提升机，包括一对能调节张紧力的上齿轮和下齿轮、两者之间的链条、固定在链条上的若干料斗和坐落在热载体收集箱上的提升筒，其中下齿轮安装在提升筒的底部、运行到下齿轮底部的料斗探入热载体收集箱内，上齿轮安装在提升筒内部的上端，其齿轮轴与电机的输出轴固定联接。
所述的生物质裂解液化系统，反应管的上端与生物质加料机构的出口连通，其顶部经流量控制阀与热载体加热炉底部的出口连通。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、采用生物质气化煤气和液化过程中产生的可燃气体作为热解液化的能源，利用低品质能源产生高品质燃料，不但充分利用了能量，同时也降低了生物质液化的总成本；
2、热解过生物质的热载体回收在热载体收集箱后，尚有300～400℃的余温，通过热载体提升装置，可以自动将热载体收集箱内的热载体输送到热载体加热炉内，继续加热使用，减少了热载体加热所需热量，提高了能源的利用率，改善了工作条件，更好的保证了生物质热解液化的连续性；
3、不同于流化床热解液化、旋转锥液化、真空液化技术，因为主反应在反应管内进行，通过调整管子尺寸、改变供料参数就可以改变加工能力，且反应管呈“Z”字型，一是降低了系统高度、在相同高度下生物质在反应管内的热解时间长、充分，提高热载体与生物质的混合程度，再是消除了在热解过程中因反应管热膨胀对整个生物质液体燃料转换系统的影响，工作性能优良；
4、结构简单，对系统的加工技术要求较低，总体造价便宜，且易维护、操作，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中煤气燃烧器与热载体加热炉放大的结构示意图；
图3是图2所示实施例的A-A剖面图。
具体实施方式
1、生物质加料机构  2、热载体加热炉  3、流量控制阀  4、反应管  5、分离装置  6、生物质残余出口  7、热载体出口   8、热解蒸汽通道  9、冷激装置  10、储油罐  11、旋风除尘器  12、生物质残余收集箱13、出油管  14、引风机  15、热解气管道  16、煤气混合器  17、生物质气化炉  18、煤气燃烧器  19、空气预热器20、加热气体烟道  21、热空气管道  22、排烟道  23、热载体收集箱24、下齿轮  25、上齿轮  26、链条  27、料斗  28、提升筒  29、底座  30、出口
图1～3所示的实施例中：反应管4呈“Z”字型、其管的走向与垂直方向的夹角为45°，反应管4的上端与生物质加料机构1的出口连通，其顶部经流量控制阀3与热载体加热炉2底部的出口连通，反应管4的底部与分离装置5连通，分离装置5的底部设置有连通生物质残余收集箱12的生物质残余出口6和连通热载体收集箱23的热载体出口7，其上端经热解蒸汽通道8接旋风除尘器11，旋风除尘器11的底部输出端接生物质残余收集箱12，其顶部输出端同样经热解蒸汽通道8接冷激装置9，用于输出热解蒸汽，冷激装置9的下端经出油管13与储油罐10连通，其上端接引风机11，引风机11的输出端经热解气管道15接煤气混合器16的输入端，煤气混合器16的另一输入端接物质气化炉17的煤气出口，其输出端接煤气燃烧器18，煤气燃烧器18与热载体加热炉2内设置的若干纵向加热气体烟道20连通，加热气体烟道20的另一端与排烟道22连通，排烟道22内设置有空气预热器19，用于提供煤气燃烧器18燃烧用热空气，这样就实现了采用生物质气化煤气和液化过程中产生的可燃气体作为热解液化的能源，利用低品质能源产生高品质燃料，不但充分利用了能量，提高了能源的利用率，同时也降低了生物质液化的总成本。热载体提升装置采用斗式提升机，包括一对能调节张紧力的上齿轮25和下齿轮24、两者之间的链条26、固定在链条26上的若干料斗27和坐落在热载体收集箱23上的提升筒28，其中热载体收集箱23坐落在底座29上，下齿轮24安装在提升筒28的底部、运行到下齿轮24底部的料斗27探入热载体收集箱23内，上齿轮25安装在提升筒28内部的上端，与下齿轮24之间的张力可调，其齿轮轴作为动力轴与电机的输出轴固定联接。热载体提升装置工作时，电机经其输出轴进而驱动上、下齿轮及链条26上的若干料斗27沿链条26运转，拿一只料斗26为例，当其运转到下齿轮24的底部时，料斗27探入热载体收集箱23的热载体内，随着链条26的运转上升，料斗27载着热解过生物质的热载体上升，待转过上齿轮25时，其朝上的料斗27口就转变为向下，靠离心惯性将热载体经出口30送回热载体加热炉2，继续加热使用。这样就减少了热载体加热所需热量，提高了能源的利用率，改善了工作条件，更好的保证了生物质热解液化的连续性。

Claims (6)

1、一种生物质裂解液化系统，包括生物质加料机构(1)、热载体加热装置、反应管(4)、分离装置(5)、引风机(14)和冷激装置(9)，其中反应管(4)的上端分别与生物质加料机构(1)及热载体加热装置的热载体出口连通，其底部与分离装置(5)连通，分离装置(5)的上端接冷激装置(9)，其下端设置有连通生物质残余收集箱(12)的生物质残余出口(6)和连通热载体收集箱(23)的热载体出口(7)，其特征在于：反应管(4)呈“Z”字型，热载体加热装置包括生物质气化炉(17)、煤气混合器(16)、煤气燃烧器(18)和热载体加热炉(2)，其中煤气混合器(16)的输入端分别接生物质气化炉(17)的煤气出口和冷激装置(9)经引风机(14)输出的热解气，输出端接煤气燃烧器(18)，煤气燃烧器(18)与热载体加热炉(2)连通，热载体加热炉(2)的底部与反应管(4)连通，增设热载体提升装置，分别与热载体收集箱(23)和热载体加热炉(2)连通。
2、如权利要求1所述的生物质裂解液化系统，其特征在于：热载体加热炉(2)内设置有若干纵向加热气体烟道(20)，其一端为输入端与煤气燃烧器(18)连通，另一端与排烟道(22)连通，排烟道(22)内设置有空气预热器(19)。
3、如权利要求1所述的生物质裂解液化系统，其特征在于：反应管(4)的走向与垂直方向的夹角在5～75°
4、如权利要求1所述的生物质裂解液化系统，其特征在于：冷激装置(9)的上端接引风机(14)，引风机(14)的输出端经热解气管道(15)接煤气混合器(16)的输入端。
5、如权利要求1所述的生物质裂解液化系统，其特征在于：热载体提升装置采用斗式提升机，包括一对能调节张紧力的上齿轮(25)和下齿轮(24)、两者之间的链条(26)、固定在链条(26)上的若干料斗(27)和坐落在热载体收集箱(23)上的提升筒(28)，其中下齿轮(24)安装在提升筒(28)的底部、运行到下齿轮(24)底部的料斗(27)探入热载体收集箱(23)内，上齿轮(25)安装在提升筒(28)内部的上端，其齿轮轴与电机的输出轴固定联接。
6、如权利要求1所述的生物质裂解液化系统，其特征在于：反应管(4)的上端与生物质加料机构(1)的出口连通，其顶部经流量控制阀(3)与热载体加热炉(2)底部的出口连通。
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