CN220364498U - 一种热解气预热热解油燃烧的热解供能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热解气预热热解油燃烧的热解供能系统。所述热解供能系统包括热解油储罐、热解油预热装置、燃烧室、热解气分流装置和热解气储罐；热解油预热装置的气体入口和气体出口均与热解气分流装置连通；热解油预热装置的液体出口与燃烧室连通；热解气分流装置的一个气体出口与热气储罐连通。本实用新型热解供能系统运行过程中，利用热解气自身高温，通过其循环流动预热热解油，未利用的热解气储存于热解气储存装置中。通过原位利用热解联产过程生产的高温热解气对热解油进行预热，改善热解油的流动性和雾化性能，提高热解油的燃烧效率，实现原位清洁、高效将热解油利用为液体燃料，为热解联产过程提供稳定能量。
Description
技术领域
本实用新型属于热解联产技术和热化学转化领域，具体涉及一种热解气预热热解油燃烧的热解供能系统。
背景技术
生物质和生物质能的高效开发利用是我国实现碳达峰与碳中和的“双碳目标”、解决人口、资源和环境之间的矛盾的一个重要途径。通过生物质热解联产技术可将我国储量丰富且来源广泛的农林业有机废弃物、城市有机废弃物等生物质资源转化为高价值的化学品、能源产品和功能性新材料，实现生物质资源高效、清洁、全利用。近年来，生物质热解联产技术的开发和应用受到科学界和工业界的广泛重视。在热解过程中，生物质原料在高温下被转化为固态的生物炭、液态的木醋液、热解油和气态的热解气(图1)。
在热解过程中生产出的热解油是一类富含多种有机化合物的黑色粘稠液体，但是其自身的物理化学性质限制了热解油在作为化工原料分离提纯制备化学品方面的应用。另外，生物质原料和热解装置分布的分散性也使得热解油的储存、收集、运输和利用成本高，而热解油的不当处理也可能造成资源浪费和环境污染。与原生生物质相比，热解油的热值明显增高，是一种可再生清洁能源载体。在热解过程中，原位将热解油作为可再生清洁燃料燃烧可为热解系统提供所需大量热能。采取合适的雾化设备和方法，将热解油雾化后以喷雾的方式燃烧可明显提高热解油的燃烧效率。然而，由于热解油成分多样、含水量高、黏度大、流动性差且稳定性一般，将其进行雾化处理和燃烧时通常需要安装加热器、加热套等装置并利用外部能源将热解油进行预热，以改善其流动性、雾化性、可燃性以及燃烧系统的稳定性。这些外部能源的使用不仅使得热解联产工艺和装置更加复杂，也降低了相关工艺的经济性，还可能增加热解联产工艺的碳排放。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种热解气预热热解油燃烧的热解供能系统，通过原位利用由生物质热解联产过程生产的高温热解气对热解油进行预热，从而改善热解油的流动性和雾化性能，提高热解油的燃烧效率，实现原位清洁、高效将热解油利用为液体燃料为所述生物质热解联产过程提供稳定能量。
本实用新型所提供的热解气预热热解油燃烧的热解供能系统，包括热解油储罐、热解油预热装置、燃烧室、热解气分流装置和热解气储罐；
所述热解油预热装置的气体入口和气体出口均与所述热解气分流装置连通，通过高温热解气的循环流动为预热热解油提供热量，以将热解油预热至30-90℃。从而改善热解油的流动性和雾化性能；
所述热解油预热装置的液体出口与所述燃烧室连通；
所述热解气分流装置的一个气体出口与所述热解气储罐连通。
优选地，所述热解气分流装置的气体入口与热解气预处理装置连接，相连接的管道上设有气体泵，以对热解气进行净化，避免热解气中含有的尘土、颗粒等固体杂质影响系统的正常运行；
所述热解气预处理装置优选为热解气除尘、净化装置。
优选地，所述热解气分流装置的一个气体出口还与所述燃烧室连通，单独使用雾化后的热解油供能不足或不稳定时，可将部分热解气作为助燃剂或燃料用于为热解装置提供稳定能量。
优选地，所述燃烧室内设有热解油雾化器和高压点火装置；
所述燃烧室还连接一空气风机和尾气输出装置，以利用空气风机提供的空气，预热后的热解油经由所述热解油雾雾化器进行低温空气雾化并与充足空气进行充分混合，利用高压点火装置启动热解供能系统。
优选地，以对热解油进行净化，避免热解油中含有的尘土、颗粒等固体杂质影响系统的正常运行；
所述热解油预处理装置优选为过滤除杂装置；
所述热解油预热装置的液体入口与热解油预处理装置连接。
具体地，所述热解油预处理装置的液体入口与热解油储罐连接，相连接的管道上设有液体泵。
本实用新型中，通过设置在热解油传输管道和热解气传输管道上的若干阀门实现对供能系统中气体和液体流动的控制，保证所述工艺在可控条件下运行。
本实用新型利用由生物质热解联产过程生产的热解气自身高温，对热解油进行预热，克服了热解油作为可再生能源利用时物理化学性质的不足。在无需外部额外提供能量的前提下，改善热解油的流动性和雾化性能，提高热解油的燃烧效率，实现原位清洁、高效将热解油利用为液体燃料为所述生物质热解联产过程提供稳定能量，并且避免了可能由于不当处理热解油而造成的环境污染。另外，在单独使用热解油供能不足或不稳定时，通过将部分热解气与热解油混合燃烧以提供能量，从而保障热解联产系统的稳定运行。
附图说明
图1是现有技术中生物质热解及主要产物的形成过程示意图。
图2是本实用新型一个较佳实施例的热解气预热热解油燃烧的热解供能系统的结构示意图。
图2中各标号：101热解油储罐，102液体泵，103热解油输送管道，104热解油预处理装置，105热解油预热装置，106燃烧室，107热解油雾化器，108空气风机，109高压点火装置，110尾气输出装置，201热解气预处理装置，202气体泵，203热解气第一传输管道，204热解气分流装置，205热解气第二传输管道，206热解气第三传输管道，207热解气第四传输管道，208热解气储罐，A-F阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
如图2所示，为本实用新型提供的热解气预热热解油燃烧的热解供能系统的示意图，包括热解油储罐101、液体泵102、热解油传输管道103、热解油预处理装置104、热解油预热装置105、燃烧室106、热解气预处理装置201、气体泵202、热解气第一传输管道203、热解气第二传输管道205、热解气第三传输管道206、热解气第四传输管道207、热解气分流装置204、热解气储罐208和阀门A-F。
其中，热解油储罐101通过液体泵102和热解油传输管道103与热解油预处理装置104连接，热解油预处理装置104液体出口与热解油预热装置105通过热解油传输管道103连接，热解油预热装置105液体出口与燃烧室106液体入口通过热解油输送管道连接。热解气通过热解气第一传输管道203与热解气预处理装置201入口连接，热解气预处理装置201气体出口与热解气分流装置204的入口通过热解气第一传输管道203和气体泵202连接，热解气分流装置204的一个出口与热解气储罐208通过热解气第四传输管道207连接。
热解气分流装置204的一个气体出口通过热解气第二传输管道205和阀门C与热解油预热装置105的一个气体入口连接。热解油预热装置105的气体出口通过热解气第二传输管道205和阀门D与热解气分流装置204的一个入口连接。
燃烧室106中设置有热解油雾化器107、空气风机108、高压点火装置109、热解气第三传输管道206和尾气输出装置110。利用空气风机108提供的空气，预热后的热解油经由热解油雾化器107进行低温空气雾化并与充足空气进行充分混合，利用高压点火装置109产生的电流启动所述热解供能系统。
热解气分流装置204的一个出口通过热解气第三传输管道206与燃烧室106连接，在单独使用雾化后的热解油供能不足或不稳定时，可将部分热解气作为助燃剂或燃料用于为所述热解装置提供稳定能量。通过调节阀门A-F实现对热解油和热解气流动的控制，从而控制所述供能体统的温度和压力，保障所述供能系统的稳定、高效运行。
本实用新型所提供系统的运行过程为：
储存于热解油储罐101中的生物质热解油通过液体泵102和热解油传输管道103，进入热解油预处理装置104，除去其中的尘土、颗粒等固体杂质。净化后的热解油通过热解油传输管道103进入热解油预热装置105。
与此同时，由热解联产装置生产的热解气进入热解气预处理装置201进行除尘、净化，热解气预处理装置201可优选为旋风除尘装置。随后净化后的热解气通过气体泵202和热解气第一传输管道203进入热解气分流装置204。在热解气第一传输管道203上设置有阀门B，用于控制热解气的流速和流量。部分高温热解气通过热解气分流装置204和热解气第二传输管道205进入热解油预热装置105，通过设置在热解气第二传输管道205上的阀门C控制高温热解气的流速和流量。
高温热解气进入热解油预热装置105后，利用其自身具备的高温与热解油进行热交换，将热解油进行预热至30-90℃。随后，热解气通过热解气第二传输管道205回输至热解气分流装置204。在此过程中，可通过设置在热解气第二传输管道205上的阀门D控制热解气的流速和流量。经高温热解气预热后的热解油通过热解油传输管道103进入燃烧室106并与空气风机108所提供的空气进行充分混合。随后，利用热解油雾化器107将混合物转化为喷雾并通过高压点火装置109可在低温下将其引燃。将热解油进行空气雾化可显著改善热解油的可燃性和燃烧效率。在燃烧供能过程中，部分净化后的热解气经由热解气分流装置204，通过热解气第三传输管道206进入燃烧室106，利用设置在热解气第三传输管道206上的阀门E控制热解气的流速和流量。
在单独使用雾化后的热解油供能不足或不稳定时，这部分热解气可作为助燃剂或补充燃料保障所述供能系统的稳定运行。燃烧后形成的高温烟气通过设置在燃烧室106上的尾气输出装置110输出燃烧室。
热解气分流装置204中未利用的热解气通过热解气第四传输管道207输送至热解气储罐208储存或作其它用途利用。
Claims (8)
1.一种热解气预热热解油燃烧的热解供能系统，其特征在于：包括热解油储罐、热解油预热装置、燃烧室、热解气分流装置和热解气储罐；
所述热解油预热装置的气体入口和气体出口均与所述热解气分流装置连通；
所述热解油预热装置的液体出口与所述燃烧室连通；
所述热解气分流装置的一个气体出口与所述热解气储罐连通。
2.根据权利要求1所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解气分流装置的气体入口与热解气预处理装置连接，相连接的管道上设有气体泵。
3.根据权利要求2所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解气预处理装置为热解气除尘、净化装置。
4.根据权利要求1或2所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解气分流装置的一个气体出口还与所述燃烧室连通。
5.根据权利要求1或2所述的热解供能系统，其特征在于：所述燃烧室内设有热解油雾化器和高压点火装置；
所述燃烧室还连接一空气风机和尾气输出装置。
6.根据权利要求1或2所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解油预热装置的液体入口与热解油预处理装置连接。
7.根据权利要求6所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解油预处理装置的液体入口与热解油储罐连接，相连接的管道上设有液体泵。
8.根据权利要求7所述的热解供能系统，其特征在于：所述热解油预处理装置为过滤除杂装置。
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