CN202030708U - 固体蓄热球加热生物质热解液化系统 - Google Patents

固体蓄热球加热生物质热解液化系统 Download PDF

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易维明
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Abstract

本实用新型提供一种固体蓄热球加热生物质热解液化系统，其中蓄热球加热装置的出口经给料装置连通反应器的进料口，反应器的出料口连通分离装置，分离装置的底部接灰箱，顶部接热解气处理装置，下端侧壁的第二蓄热球出口经蓄热球提升装置接蓄热球加热装置，其特征在于：反应器采用套管式反应器，包括同轴心套装的内管和外管，其中内管的两端分别连通给料装置和分离装置，外管的热风出口和热风进口分别连通蓄热球加热装置；分离装置包括分离箱和倾斜设置在分离箱内的筛板，其中筛板顺应内管底部的出口方向倾斜，下端连接第二蓄热球出口，筛板的上端与分离箱的侧壁构成炭灰的下落口。该装置节约能耗、连续运行能力和液体转化率高、工作性能优良。

Description

固体蓄热球加热生物质热解液化系统
技术领域
本实用新型提供一种固体蓄热球加热生物质热解液化系统，属于可再生能源利用技术领域。
背景技术
随着我国经济和社会的快速发展，石油资源的消耗也在快速增长，石油对外依存度越来越高。与此同时，大量使用化石燃料所造成的温室效应和环境污染也变得越来越严重。生物质热解液化是有效利用生物质能的方式之一，其产品生物油可以作为燃油直接用于锅炉等燃烧设备，也可经过催化加氢等改良处理替代柴油和汽油用于内燃机，还可以提取特殊的或有高附加值的化学品。因此，推广和应用生物质热解液化制取液体燃料的技术，对于弥补我国石油资源不足、提高国家能源战略安全、保障国民经济可持续发展和保护生态环境等均具有重要意义，其经济效益也将随着燃油市场价格的上升而越来越显著，该项技术必将会有广阔的市场空间。生物质热解制取液体燃料也是近年来世界上，特别是美国和欧盟国家，蓬勃发展的一个新兴的高科技产业。西班牙Union Fenosa电力公司于1993年建立的生物质喂入率为200kg/h的热裂解示范厂以及荷兰Twente大学的生物质技术集团(BTG)于2000年研制出的喂入率为200kg/h的改进型旋转锥反应器热解液化工艺，都是生物质热解液化工艺系统的典型代表。国内的如公开(公告)号为CN101845314A的一种利用农林废弃物生产生物油的新型热解系统和公开(公告)号为CN101531910的生物质快速热解液化系统也是生物质热解液化工艺系统的具体形式。其缺点是反应装置没有利用加热装置的余热，热利用率不高，且生物质反应后的炭粉收集率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种以固体颗粒为热载体、热套管做反应器以及采用惯性方式分离球和炭粉的固体蓄热球加热生物质热解液化系统。其技术方案为：
一种固体蓄热球加热生物质热解液化系统，包括蓄热球加热装置、给料装置、反应器、分离装置、灰箱、热解气处理装置和蓄热球提升装置，其中蓄热球加热装置的第一蓄热球出口经给料装置连通反应器的进料口，反应器的出料口连通分离装置，分离装置的底部接灰箱，分离装置顶部的热解气出口接热解气处理装置，设置在分离装置下端侧壁的第二蓄热球出口连通蓄热球提升装置的喂入端，蓄热球提升装置的输出端接蓄热球加热装置，其特征在于：
反应器采用套管式反应器，包括同轴心套装的内管和外管，其中内管的两端敞口，分别连通给料装置的出口和分离装置的入口，外管的两端封闭，外管上端的侧壁设有热风出口，外管下端的侧壁设有热风进口，反应器沿轴向自上往下分成三部分：倾斜的直管部分、弧形过渡部分和倾斜的直管部分，其中两倾斜的直管部分的轴线呈80～120度；
分离装置包括分离箱和倾斜设置在分离箱内的筛板，其中内管底部自分离箱侧壁的上端倾斜α角度探入分离箱内，α角为40～60度，筛板顺应内管底部的出口方向倾斜、且与水平呈28～50度，筛板的下端连接第二蓄热球出口的底面，筛板的上端低于内管底部、且距内管探入分离箱的侧壁300～400mm，筛板的上端与分离箱的侧壁构成炭灰的下落口。
所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，蓄热球加热装置包括热风炉和换热器，其中热风炉的一进风端接外管上端的热风出口，热风炉的热风输出端接换热器，换热器底部的第一蓄热球出口连通给料装置，换热器顶端的蓄热球入口连通蓄热球提升装置的输出端，换热器侧壁上的出风口经设有阀门的管道分别连通外管上端的热风进口或大气。
所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，给料装置包括双联固体颗粒流量阀和生物质粉喂料机，其中双联固体颗粒流量阀采用专利号为200720160618.X的专利技术，双联固体颗粒流量阀的物料进口连通换热器底部的第一蓄热球出口，双联固体颗粒流量阀的物料出口与生物质粉喂料机的出口一同连通内管顶端的入口。
所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，分离装置的底部出口经翻板密封阀接通灰箱。
其工作原理为：由蓄热球加热装置加热的蓄热球与给料装置中的生物质粉料一同喂入反应器的内管，蓄热球加热装置输出的热风也送入反应器的外管，实现生物质在与蓄热球0.1-0.5秒超短接触时间内升温至500℃左右，断裂生物质中的高分子键，使生物质粉料在反应器内热解成为不可凝气体、生物油蒸汽和残炭的混合物，输出到分离装置，由分离装置进行炭灰、蓄热球和热解气的分离，炭灰收集到灰箱，热解气进入热解气处理装置进行分离冷凝处理，蓄热球经蓄热球提升装置重新输送到蓄热球加热装置进行解热，准备再次利用。
本实用新型与现有技术相比，其优点是：
1、该装置采用套管式反应器结构，蓄热球循环利用，节约了能耗、提高了连续运行能力，工作性能优良。
2、选用套管式反应器结构，结构简单，且利用了供热装置的余热，提高了热利用效率。
3、蓄热球与生物质裂解后的炭粉采用惯性方式分离，陶瓷球与炭粉分离效果好，炭粉收集率高。且分离箱体内的所有部件都是固定安装，杜绝了因有传动件带来的不易密封的缺陷。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图中：1、灰箱  2、热解气处理装置  3、蓄热球提升装置  4、第一蓄热球出口  5、热解气出口  6、第二蓄热球出口  7、内管  8、外管  9、热风进口  10、热风出口  11、分离箱  12、筛板  13、下落口  14、热风炉  15、换热器  16、蓄热球入口  17、出风口  18、阀门  19、管道  20、双联固体颗粒流量阀  21、生物质粉喂料机  22、翻板密封阀  23、蓄热球
具体实施方式
在图1所示的实施例中：反应器采用套管式反应器，包括同轴心套装的内管7和外管8，其中内管7的两端敞口，分别连通给料装置的出口和分离装置的入口；外管8的两端封闭，外管8上端的侧壁设有热风出口10，外管8下端的侧壁设有热风进口9；反应器沿轴向自上往下分成三部分：倾斜的直管部分、弧形过渡部分和倾斜的直管部分，其中两倾斜的直管部分的轴线呈90度。
分离装置包括分离箱11和倾斜设置在分离箱11内的筛板12，其中内管7底部自分离箱11侧壁的上端倾斜α角度探入分离箱11内，α角为50度；与内管7的出口对应，分离箱11另一侧壁的下端设有连通蓄热球提升装置3的第二蓄热球出口6；筛板12顺应内管7底部的出口方向倾斜、且与水平呈40度，筛板12的下端连接第二蓄热球出口6的底面，筛板12的上端低于内管7底部、且距内管7探入分离箱11的侧壁350mm，筛板12的上端与分离箱11的侧壁构成炭灰的下落口13；分离箱11的底部经翻板密封阀22接通灰箱1，顶部的热解气出口5接热解气处理装置2。
蓄热球加热装置包括热风炉14和换热器15，其中热风炉14的一进风端接外管8上端的热风出口10，热风炉14的热风输出端接换热器15；换热器15底部的第一蓄热球出口4连通给料装置，换热器15顶端的蓄热球入口16连通蓄热球提升装置3的输出端，换热器15侧壁上的出风口17经设有阀门18的管道19分别连通外管8下端的热风进口9或大气。
给料装置包括双联固体颗粒流量阀20和生物质粉喂料机21，其中双联固体颗粒流量阀20采用专利号为200720160618.X的专利技术，双联固体颗粒流量阀20的物料进口连通换热器15底部的第一蓄热球出口4，双联固体颗粒流量阀20的物料出口与生物质粉喂料机21的出口一同连通内管7顶端。

Claims (4)

1.一种固体蓄热球加热生物质热解液化系统，包括蓄热球加热装置、给料装置、反应器、分离装置、灰箱(1)、热解气处理装置(2)和蓄热球提升装置(3)，其中蓄热球加热装置的第一蓄热球出口(4)经给料装置连通反应器的进料口，反应器的出料口连通分离装置，分离装置的底部接灰箱(1)，分离装置顶部的热解气出口(5)接热解气处理装置(2)，设置在分离装置下端侧壁的第二蓄热球出口(6)连通蓄热球提升装置(3)的喂入端，蓄热球提升装置(3)的输出端接蓄热球加热装置，其特征在于：
反应器采用套管式反应器，包括同轴心套装的内管(7)和外管(8)，其中内管(7)的两端敞口，分别连通给料装置的出口和分离装置的入口，外管(8)的两端封闭，外管(8)上端的侧壁设有热风出口(10)，外管(8)下端的侧壁设有热风进口(9)，反应器沿轴向自上往下分成三部分：倾斜的直管部分、弧形过渡部分和倾斜的直管部分，其中两倾斜的直管部分的轴线呈80～120度；
分离装置包括分离箱(11)和倾斜设置在分离箱(11)内的筛板(12)，其中内管(7)底部自分离箱(11)侧壁的上端倾斜α角度探入分离箱(11)内，α角为40～60度，筛板(12)顺应内管(7)底部的出口方向倾斜、且与水平呈28～50度，筛板(12)的下端连接第二蓄热球出口(6)的底面，筛板(12)的上端低于内管(7)底部、且距内管(7)探入分离箱(11)的侧壁300～400mm，筛板(12)的上端与分离箱(11)的侧壁构成炭灰的下落口(13)。
2.如权利要求1所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，其特征在于：蓄热球加热装置包括热风炉(14)和换热器(15)，其中热风炉(14)的一进风端接外管(8)上端的热风出口(10)，热风炉(14)的热风输出端接换热器(15)，换热器(15)底部的第一蓄热球出口(4)连通给料装置，换热器(15)顶端的蓄热球入口(16)连通蓄热球提升装置(3)的输出端，换热器(15)侧壁上的出风口(17)经设有阀门(18)的管道(19)分别连通外管(8)下端的热风进口(9)或大气。
3.如权利要求1所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，其特征在于：给料装置包括双联固体颗粒流量阀(20)和生物质粉喂料机(21)，其中双联固体颗粒流量阀(20)采用专利号为200720160618.X的专利技术，双联固体颗粒流量阀(20)的物料进口连通换热器(15)底部的第一蓄热球出口(4)，双联固体颗粒流量阀(20)的物料出口与生物质粉喂料机(21)的出口一同连通内管(7)顶端的入口。
4.如权利要求1所述的固体蓄热球加热生物质热解液化系统，其特征在于：分离装置的底部出口经翻板密封阀(22)接通灰箱(1)。
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