低能耗生物質熱裂解裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種低能耗生物質熱裂解裝置，其特點是裝置主要由給料器、流化床反應器、旋風分離器、作為能源回收的氣－氣熱交換器、氣－水熱交換器、集油器、羅茨循環風機、主電加熱器、輔助電加熱器組成。由于生物質熱裂解裝置中反應器采用流化床反應器，其優點是溫度場穩定，氣料與物料混合均勻，結構簡單緊湊，設備投資費用低，另外，本實用新型專利技術采用由調頻電機、進料棒、料斗組成的給料器，中間設置羅茨風機，裝置組成閉式循環，裝置可連續式循環操作，提高產量，特別是在高溫氣體的冷卻過程中加熱再循環的非凝結性氣體，可大大節省能源。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?低能耗生物質熱裂解裝置
本技術涉及一種低能耗生物質熱裂解裝置，屬于生物質能利用

技術介紹
在當今世界的能源結構中，可再生的生物質能占有重要的地位，生物質是一種清潔的可再生能源，生物質(閃速)熱裂解制油技術作為生物質熱化學轉化利用領域中的前沿技術，能將低品位的生物質能轉換成高品位的液體燃料和高附加值產品。它是理想的清潔燃料油，在燃燒過程中幾乎不產生有害氣體；更為重要的是，生物油的原料是生物質，從而生物油的利用過程中能實現CO2的零排放。將生物質資源轉換成生物質能的方法有許多種，根據為獲得最終目標產物(液體、氣體、固體)數量的多少，其轉換方法和工藝過程也不一樣。提高能量密度，便于儲存和運輸，使生物資源轉換的最終生成物的最大量為液體(生物油)則最為理想。生物質快速熱裂解技術是最新的生物質能利用技術，其最大的特點是終端產物中的生物油比例量最大。然而關于生物質快速熱裂解技術的研究歷史還不長，國外的研究工作雖然已有20多年，尚處在工業性試驗階段，但對一些機理和關鍵技術仍在研究之中，尚未有成熟的技術提供給市場。國內這方面的工作起步較晚，但已受到廣泛重視，已有一些高校和科研院所正在從事這方面的研究工作。流化態技術雖然在工業上已得到了廣泛應用，但是采用流化床做生物質快速熱裂解反應裝置，并采用高溫氣體冷卻過程中加熱非凝結性氣體，升溫后的非凝結性氣體再循環可大大降低能耗。該種系統，尚未見文獻報道。綜合比較各種生物質熱裂解方法所采用的裝置，流化床反應器有著溫度場均勻穩定。氣體與物料混合均勻，結構簡單緊湊，設備投資費用低的諸多優點。
技術實現思路
本技術的目的是為了能將低品位的生物質能轉換成高品位的液體燃料-->和高附加值產品，提供一種基于流化床的低能耗生物質熱裂解裝置。低能耗生物質熱裂解采用以下工藝流程：連續送料至反應器，使其在高溫下氣化，分離，含生物質的氣體經熱交換冷凝成油，升溫后的非凝結性氣體再循環。為了使上述工藝流程中氣體與物料混合均勻，溫度場均勻穩定，采用流化床作為反應器，為了連續進料采用由調頻電機、進料棒、料斗組成的給料器，為了節省能源采用氣-氣熱交換器、氣-水熱交換器、茨循環風機，因此，本裝置是由給料器、調速電機及減速器、進料套筒及螺旋進料棒、流化床反應器、旋風分離器、作為能源回收的氣-氣熱交換器、氣-水熱交換器、集油器、羅茨循環風機、主電加熱器、輔助電加熱器等組成。主電加熱器、輔助電加熱器；流化床反應器豎直放置，底部置有多孔板，并放入石英砂作為中間載體；主電加熱器置于反應器入口前端，輔助電加熱器置于反應器外壁面。由于采用流化床反應器，其優點是溫度場穩定，氣料與物料混合均勻，結構簡單緊湊，設備投資費用低，本技術可連續式循環操作，提高產量，特別是在高溫氣體的冷卻過程中加熱再循環的非凝結性氣體，可大大節省能源。附圖說明圖1為低能耗生物質熱裂解的裝置示意圖；圖2為低能耗生物質熱裂解的工程流程圖。具體實施方式由圖2所示，本技術的工藝流程為：1、生物質由調頻電機、進料棒、料斗組成的給料器連續送入流化床反應器，反應器是整個裝置中的關鍵設備，必須使木屑在極短的時間能均勻受熱，并能達到較高的升溫速率(大于1000℃/s)和限定的停留時間；2、由中間設置的羅茨風機把高溫氮氣送入由石英砂作為中間載體的流化床，在高溫氣體、高溫石英砂作用下生物質氣化；3、氣化生物質進入旋風分離器分離，部分碳粒子分離進入碳收集器，氣體進入氣-氣交換器，使生物質氣體降溫，氣-氣交換器是為了節省加熱的能源；4、經氣-氣熱換熱后，400-450℃的氣體進入氣-水換熱器再用水降溫至40℃，經集油器含生物質氣體冷凝成油，5、經集油器分離出的非凝結性氣體被高溫氣體加熱后作為循-->環氣體。集油器實為一種氣液分離器，將凝結的生物油與不凝結氣體分離。本實施例中是生物質為木屑，在較高的升降速率條件下，經熱裂解后生成液體、氣體、固體三種產品。低能耗生物質熱裂解裝置如圖1所示，裝置主要有給料器1、調速電機及減速器2、進料套筒及螺旋進料棒3、流化床反應器4、旋風分離器5、氣-氣熱交換器6、氣-水熱交換器7、集油器8、羅茨循環風機9、主電加熱器10、輔助電加熱器11等組成。反應器4為流化床結構型式，豎直放置，底部設置多孔板，并放入石英砂作為中間載熱體。反應器是整個試驗系統中的關鍵設備，必須使木屑在極短的時間能均勻受熱，并能達到較高的升溫速率(大于1000℃/s)和限定的停留時間。分離器5為旋風式，作用是分離木屑被熱解后生成物中的固定產物。設置氣-氣熱交換器6是為量節省加熱的能源。氣-水熱交換器7需要達到較快的冷卻速率(大于650℃/s)，將高溫氣體快速冷卻到45℃以下，生成物中可凝結氣體凝結成液體(生物油)。集油器8實為一種氣液分離器，將凝結的生物油與不凝結氣體分離。給料器1為一螺旋送進結構，并配以調頻電機，經多次冷態調試后定出單位時間給料量與頻率的對應關系，保證試驗時給料量隨均勻性和可調性。主電加熱器10設置在反應器入口前端，將進入反應器的循環氣體預先加熱到反應終端溫度。輔助電加熱器11設置在反應器外壁面。分別設置主、輔加熱器是為量減少反應器內氣固介質的加熱時間，同時可保證反應器內溫度的均勻性、穩定性和可調性。整個裝置為閉式循環，中間設置羅茨風機9，以提供足夠高的循環壓頭。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低能耗生物質熱裂解裝置，其特征在于，它主要由調頻電機、進料棒、料斗組成的給料器（１）、調速電機及螺旋進料棒（３）、流化床反應器（４）、旋風分離器（５）、作為能源回收的氣－氣熱交換器（６）、氣－水熱交換器（７）、集油器（８）、羅茨循環風機（９）、主電加熱器（１０）、輔助電加熱器（１１）組成。

【技術特征摘要】
1、一種低能耗生物質熱裂解裝置，其特征在于，它主要由調頻電機、進料棒、料斗組成的給料器(1)、調速電機及螺旋進料棒(3)、流化床反應器(4)、旋風分離器(5)、作為能源回收的氣-氣熱交換器(6)、氣-水熱交換器(7)、集油器(8)、羅茨循環風機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李瑞陽，徐開義，郁鴻凌，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]