CN215049917U - 一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，包括料斗、热解反应器、筒状燃气燃烧器、旋风分离器、冷凝出油装置、流化气供应系统；热解反应器包括热解反应室，料斗安装在热解反应室顶部并连接进料口；热解反应室内由上至下固定有之字形衔接设置的多个接料斜板，形成多个热解反应区；每个热解反应区设有一个筒状燃气燃烧器；旋风分离器为保温式旋风分离器，其底部的固定物料出口连接有集炭罐；旋风分离器的进气口与热解反应室的流化气出口之间连接有保温管路；冷凝出油装置包括冷凝器和气液分料器，气液分离器下端连接出液管路，冷凝器进气口与旋风分离器排气口之间经保温管路连接；流化气供应系统实现将流化产气与燃气燃烧尾气输送至热解反应室内。本装置节省了电能。

Description

一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置

技术领域

本实用新型属于固体废物资源化利用及新能源技术领域，具体涉及一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置。

背景技术

能源和环境问题成为当前世界各国共同关注的焦点。伴随着化石能源的枯竭和环境恶化的双重压力下，开发清洁的可再生能源已经成为当前全球紧迫的问题。生物质本身是一种可再生的能源资源，在其整个生命周期内，基本上不产生净的CO2，而且生物质中的S含量极低，利用过程中几乎不释放SOX。我国发展清洁的生物质热化学转化技术具有独特的资源有利条件。但是由于生物质体积大、能量密度低、成分复杂，收集、预处理费用高，难以直接集中利用，因而有必要将其转化为高品位的洁净能源加以储存、运输和利用。

生物质液体燃料技术是代替液体燃料的唯一的可再生能源技术。利用生物质资源转化为生物燃油(Bio-Oil或Biofuel)是解决这一难题的有效途径之一。生物质液化技术可以将低品位的生物质转化为高品位的生物燃油。近年来生物质液化技术受到世界各国的重视。目前的生物质液化技术大体上分为三类：一是快速热裂解技术；二是高压液化技术；三是发酵技术。第一种反应设备磨损快、反应条件苛刻、工业化利用成本较高；第二种反应产物分布复杂，反应设备材料要求苛刻；而第三种生产周期长、转化率较低、分离消耗能量较高。

生物质快速热解技术是生物质液体燃料技术的关键技术之一。生物质快速热解技术是在缺氧的条件下，在中温(500～650℃)、高加热速率(＞1000℃/s)和蒸汽停留时间极短(小于2s)的条件下，将生物质直接热解，产物再迅速淬冷(通常在0.5s内急冷到350℃以下)，使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，从而得到液态的生物油。

针对现有的生物质热解生产状况，降低生产能耗是目前主要需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可减少电能使用、可实现产气热能充分利用的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现:

一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：包括料斗、热解反应器、多个筒状燃气燃烧器、旋风分离器、冷凝出油装置、流化气供应系统；

所述热解反应器包括热解反应室，热解反应室的顶部设置有进料口和流化气排放口，所述料斗安装在热解反应室顶部并与进料口连接；热解反应室的底部设置有进气口，在热解反应室内由上至下固定有多个接料斜板，接料斜板上满布设置有过气孔，多个接料斜板呈之字形衔接设置；多个接料斜板将热解反应室内部分个为多个热解反应区；

所述多个筒状燃气燃烧器以两端伸出的方式串装固定在热解反应室内，且每个热解反应区设置有一个筒状燃气燃烧器；在筒状燃气燃烧器的一端设置有空气入口和燃气入口，在筒状燃气燃烧器的另一端设置有燃烧尾气排放口；

所述旋风分离器为外部设置有保温结构的保温式旋风分离器，在旋风分离器的侧部设置有进气口、顶部设置有排气口、底部设置有固定物料出口，固定物料出口通过快速卡环连接有集炭罐；旋风分离器的进气口与热解反应室顶部的流化气出口之间连接有保温管路；

所述冷凝出油装置由上下连接的冷凝器和气液分料器构成，冷凝器的顶部设置有进气口、气液分离器的上端侧部设置有出气孔，气液分离器的下端设置有出液口并连接出液管路，冷凝器的进气口与旋风分离器的排气口之间连接有保温管路；

所述流化气供应系统包括气体缓冲罐、风机、气体预热器；气体缓冲罐的出气口、风机、气体预热器及热解反应室底部的进气口之间依次通过管路串联连接；气体缓冲罐的进气口通干支连接管路同时与气液分料器的出气口和多个筒状燃气燃烧器的燃烧尾气排放口连接。

进一步的：多个筒状燃气燃烧器的连线呈之字形。

进一步的：在热解反应室的侧壁上对应于最下面一个接料斜板的下端位置设置有排炭口，在热解反应室外对应于排炭口的位置固定有接炭槽。

进一步的：在气液分离器的出液管路上安装有排油控制阀。

进一步的：在冷凝器的冷凝介质输入管路上安装有转子流量计。

进一步的：在风机与气体预热器之间的连接管路上串装有调节阀和转子流量计

进一步的：在气体缓冲罐的进气口处、与气体预热器的出气口连接的管路上均安装有一压力表。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型的热解反应结构采用包裹式结构，即生物质热解反应器包裹燃气燃烧器，以燃气燃烧器作为热源，减少了对电能的依赖，减少了热解反应器体积。

2、本实用新型的多个接料斜板采用之字形分布，使返回至热解反应室内的燃烧尾气及热解流化气与生物质逆流充分接触，使生物质实现充分热解，同时之字形分布的接料斜板同时起到分离生物炭的作用。

3、本实用新型将未冷凝气作为热解流化气使用，不需要外接供气(一般采用氮气等惰性气体)，节约了流化气和能量。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的热解反应器与筒状燃气燃烧器配合的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，请参见图1和2，其发明点为：包括料斗2、热解反应器、多个筒状燃气燃烧器4、旋风分离器、冷凝出油装置、流化气供应系统。

所述热解反应器包括热解反应室1，热解反应室的顶部设置有进料口和流化气排放口3，所述料斗安装在热解反应室顶部并与进料口连接，实现将生物质物料投放到热解反应室内。热解反应室的底部设置有进气口20。在热解反应室内由上至下固定有多个接料斜板22，接料斜板上满布设置有过气孔，多个接料斜板呈之字形衔接设置。具体的，最下面一个接料挡板的两端分别与热解反应室的两侧相对的侧壁接触并固定，除最下面一个接料板斜外，其他接料斜板的上端部与热解反应室的一侧侧壁接触并固定连接，下端部与热解反应室的另一侧侧壁之间设置有落料间隙，实现将生物质物料掉落到下面的接料斜板上，使生物质物料沿着斜面向下输送。多个接料斜板将热解反应室内部分个为多个热解反应区。

所述多个筒状燃气燃烧器以两端伸出的方式串装固定在热解反应室内，且每个热解反应区设置有一个筒状燃气燃烧器。在筒状燃气燃烧器的一端设置有空气入口5和燃气入口6，分别与外接的空气输入设备及燃气输入设备连接，实现空气和燃气的输入。在筒状燃气燃烧器的另一端设置有燃烧尾气排放口21，实现燃烧尾气的排出。

所述旋风分离器为外部设置有保温结构的保温式旋风分离器，具体的，可在旋风分离器本体7的外部由内至外依次设置电热圈层8、保温棉层9和外不锈钢罩层10。在保温状态下，实现产气及混合于产气中的生物质炭颗粒的分离。在旋风分离器的侧部设置有进气口、顶部设置有排气口、底部设置有固定物料出口，固定物料出口通过快速卡环连接有集炭罐11；旋风分离器的进气口与热解反应室顶部的流化气出口之间连接有保温管路。

所述冷凝出油装置由上下连接的冷凝器12和气液分料器13构成，冷凝器的顶部设置有进气口、气液分离器的上端侧部设置有出气孔，气液分离器的下端设置有出液口并连接出液管路，冷凝器的进气口与旋风分离器的排气口之间连接有保温管路。

所述流化气供应系统包括气体缓冲罐15、风机16；气体缓冲罐的出气口、风机及热解反应室底部的进气口之间依次通过管路串联连接。气体缓冲罐的进气口通干支连接管路同时与气液分料器的出气口和多个筒状燃气燃烧器的燃烧尾气排放口连接。

上述结构中，进一步的：多个筒状燃气燃烧器的连线呈之字形，采用该布置方式能更好的保证热解反应室内热量分布的均匀性。

上述结构中，进一步的：在热解反应室的侧壁上对应于最下面一个接料斜板的下端位置设置有排炭口，在热解反应室外对应于排炭口的位置固定有接炭槽19，实现热解反应生物炭的排出。

上述结构中，进一步的：在气液分离器的出液管路上安装有排油控制阀14，实现定期进行排油。

上述结构中，进一步的：在冷凝器的冷凝介质输入管路上安装有转子流量计，用于监测冷凝介质的流量，以便于实现对冷凝温度的控制。

上述结构中，进一步的：在风机与气体预热器之间的连接管路上串装有调节阀18和转子流量计17，以实现自产流化气和燃烧尾气流量的监控和调节。

上述结构中，进一步的：在气体缓冲罐的进气口处、与气体预热器的出气口连接的管路上均安装有一压力表，以实现在产气输送的各关键位置处的压力监测。

除上述主要技术特征外，保温管路外部设置有控温表，同时在旋风分离器的排气口设置有测温表。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (7)

1.一种利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：包括料斗、热解反应器、多个筒状燃气燃烧器、旋风分离器、冷凝出油装置、流化气供应系统；

所述热解反应器包括热解反应室，热解反应室的顶部设置有进料口和流化气排放口，所述料斗安装在热解反应室顶部并与进料口连接；热解反应室的底部设置有进气口，在热解反应室内由上至下固定有多个接料斜板，接料斜板上满布设置有过气孔，多个接料斜板呈之字形衔接设置；多个接料斜板将热解反应室内部分个为多个热解反应区；

所述多个筒状燃气燃烧器以两端伸出的方式串装固定在热解反应室内，且每个热解反应区设置有一个筒状燃气燃烧器；在筒状燃气燃烧器的一端设置有空气入口和燃气入口，在筒状燃气燃烧器的另一端设置有燃烧尾气排放口；

所述旋风分离器为外部设置有保温结构的保温式旋风分离器，在旋风分离器的侧部设置有进气口、顶部设置有排气口、底部设置有固定物料出口，固定物料出口通过快速卡环连接有集炭罐；旋风分离器的进气口与热解反应室顶部的流化气出口之间连接有保温管路；

所述冷凝出油装置由上下连接的冷凝器和气液分料器构成，冷凝器的顶部设置有进气口、气液分离器的上端侧部设置有出气孔，气液分离器的下端设置有出液口并连接出液管路，冷凝器的进气口与旋风分离器的排气口之间连接有保温管路；

所述流化气供应系统包括气体缓冲罐、风机、气体预热器；气体缓冲罐的出气口、风机、气体预热器及热解反应室底部的进气口之间依次通过管路串联连接；气体缓冲罐的进气口通干支连接管路同时与气液分料器的出气口和多个筒状燃气燃烧器的燃烧尾气排放口连接。

2.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：多个筒状燃气燃烧器的连线呈之字形。

3.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：在热解反应室的侧壁上对应于最下面一个接料斜板的下端位置设置有排炭口，在热解反应室外对应于排炭口的位置固定有接炭槽。

4.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：在气液分离器的出液管路上安装有排油控制阀。

5.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：在冷凝器的冷凝介质输入管路上安装有转子流量计。

6.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：在风机与气体预热器之间的连接管路上串装有调节阀和转子流量计。

7.根据权利要求1所述的利用燃气加热的快速热解式生物质制油装置，其特征在于：在气体缓冲罐的进气口处、与气体预热器的出气口连接的管路上均安装有一压力表。

Images