一種生物質熱解和裂解系統技術方案

本實用新型專利技術創造屬于生物質熱解技術領域，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的生物質熱解和裂解系統，該系統包括：熱解料斗、第一進料裝置、熱解和裂解反應器、裂解氣旋風分離器、噴淋塔和燃氣罐等部件，其中，熱解和裂解反應器包括有進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，以及：蓄熱式輻射管、隔熱磚墻和連通構件。該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。

【技術實現步驟摘要】

本技術創造屬于生物質熱解
，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的生物質熱解和裂解系統，以制取清潔可燃氣。
技術介紹
生物質能是地球第四大資源，同時也是儲量最大的可再生能源。生物質具有分布廣泛、儲量豐富、可再生性、低污染性等特點，是最具潛力的化石能源替代能源之一。目前，生物質能的能源化利用方式主要以發酵生產燃料、沼氣，氣化，快速熱解，炭化為主。其中，發酵生產燃料、沼氣主要應用草本植物，該技術生產周期長，產率較低等缺點限制其發展；氣化生產燃氣技術則由于燃氣熱值低，多應用于發電、工業供氣方面，有一定的局限性；炭化技術得到的產品主要以固體生物炭為主，難以替代化石能源規?；瘧?；快速熱解是指在無氧或限氧的條件下，將生物質快速升溫至550℃左右，生成生物油、生物炭和熱解氣的過程。熱解技術是唯一一種將生物質能源直接轉化為液體燃料的技術。然而，經過熱解技術得到的生物油組分極為復雜，pH值較低、含氧量高、熱穩定性較差、粘度大等缺點使得生物油難以直接利用和儲存。此外，生物油的后處理過程復雜、效果不佳且成本較高，使其難以工業化應用。因此，如何設計一種高效除塵、系統結構和工藝流程都簡單的系統成為本領域亟需解決的問題。
技術實現思路
本技術針對現有技術的不足，設計并開發出一種生物質蓄熱式下行床熱解和裂解反應系統，該反應系統可進行熱解和裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應器可產生大量的裂解氣，從而避免了生產熱解油難以利用的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案為：有鑒于此，本技術提供了一種生物質熱解和裂解系統。根據本技術的實施例，該系統包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上,以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風分離器連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。專利技術人發現，根據本技術實施例的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，生物質利用率高，節省建造成本和占地面積。而且該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。根據本技術的實施例，所述連通構件為設置在所述隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶；或者，所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。根據本技術的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。根據本技術的實施例，該系統進一步包括：氣化爐，所述氣化爐一端與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口相連，另一端與所述半焦輸送裝置相連。根據本技術的實施例，該系統還可以包括：加料斗；第二進料裝置，其與所述加料斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；干燥旋風分離器，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述干燥旋風分離器相連接。根據本技術的實施例，所述熱解料斗通過所述第一進料裝置與所述進料口相連；進一步還包括半焦出口，其設置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。在本技術的另一個方面，本技術提供了一種利用前面所述的系統進行熱解和裂解的方法。根據本技術的實施例，該方法包括以下步驟：a.將顆粒生物質通過所述第一進料裝置及所述進料口加入到所述反應器中，在所述反應器的所述熱解室中完成熱解過程；b.熱解產生的油氣通過所述反應器隔熱磚墻上設置的所述連通構件，進入到所述反應器的所述裂解室；c.熱解產生的油氣進入到所述裂解室內，完成裂解過程，產生裂解氣；d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進入到所述裂解氣旋風分離器中，對所述裂解氣進行除塵凈化處理，經所述裂解氣旋風分離器分離下來的細塵通過所述半焦輸送裝置進入所述氣化爐氣化；e.經過除塵后的裂解氣進入所述噴淋塔中，對裂解氣進行洗滌凈化處理；f.經過凈化的凈裂解氣進入所述燃氣罐中儲存。根據本技術的實施例，所述步驟a中，所述顆粒生物質從所述反應器上部的進料口加入到所述反應器中，并被所述反應器內的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述顆粒生物質被所述反應器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到650-900℃。根據本技術的實施例，所述顆粒生物質的粒度為20mm以下。本技術至少具有以下有益效果：1）采取蓄熱式輻射管移動床工藝，反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好；2）能夠處理20mm以下的生物質，原料利用率高，適于推廣；3）反應器分為熱解室和裂解室，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類；4）該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油難以利用的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用；5）一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，節省建造成本和占地面積。附圖說明圖1為本技術熱解和裂解系統的結構圖。圖2為本技術熱解和裂解系統的反應器結構圖。圖3為本技術隔熱磚墻的正視圖。其中，1、加料斗；2、氣流干燥器；3、蓄熱式移動床反應器；4、干燥旋風分離器；5、熱解料斗；6、尾氣引風機；7、尾氣凈化裝置；8、螺旋進料器；9、裂解氣旋風分離器；10、噴淋塔；11、燃氣引風機；12、燃氣罐；13、氣化爐；14、螺旋輸送機；15、蓄熱式輻射管；16、隔熱磚墻；17、連通構件；18、熱解室；19、裂解室；20、裂解氣出口；21、進料口；22、燃氣入口；23、煙氣出口；24、空氣入口；25、半焦出口。具體實施方式為了使本領域技術人員更好地理解本技術的技術方案，下面結合具體實施例對本技術作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本技術，而不能理解為對本技術的限制。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。根據本技術的具體實施例，適用于該反應器的生物質的粒徑不受特別限制，在本技術的一些優選實施例中，該反應器采用的生物質為粒本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物質熱解和裂解系統，其特征在于，包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風分離器連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。

【技術特征摘要】
1.一種生物質熱解和裂解系統，其特征在于，包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風分離器連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述連通構件為設置在所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿層層，陳水渺，肖磊，薛遜，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11