[实用新型]双滚筒式固体热载体生物质热解反应器

说明书

技术领域

本实用新型提供一种双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，属于可再生能源利用技术领域。

背景技术

生物质快速热解液化技术是一种可再生能源转换技术，可以将低品质的生物质资源转化为易于管理和使用的液体燃料及化工原料。生物质快速热解液化系统通常由热源、反应器、分离装置、冷凝装置及进料出料装置等组成。生物质快速热解反应器为生物质快速热裂解液化技术的核心部件。影响生物油产率的因素有：热解温度、反应时间、加热速率、热解气的快速分离和冷却等。这些因素中生物质的快速加热起着重要作用。目前开发的反应器主要有：气流床裂解器，美国乔治亚技术研究院开发；流化床反应器，加拿大Waterloo大学的工艺为代表；喷动床裂解器，西班牙Pais Vasco大学开发；真空裂解器真空裂解器，加拿大Laval大学开发；漩涡烧蚀裂解器，美国太阳能研究所开发；旋转锥壳反应器，荷兰Twente大学反应工程系与BTG研究所联合研制；Z字形下降管式反应器，山东理工大学开发；三锥式齿缘型闪速热解反应器，东北林业大学开发。其中应用较多包括流化床反应器和旋转锥壳反应器以及它们的改进型。

上述所述的反应器中，气流床裂解器、流化床反应器、漩涡烧蚀裂解器、喷动床裂解器均须采用较大的载气流量，增加冷却负荷。其中流化床反应器利用生物质部分燃烧作为裂解能源，以细砂为床料，流化床配备电加热维持恒温。由预热的流化气为流化介质。热解生成的细小碳粉被流化气带出床层，在旋风分离器中分离后进入焦炭收集室。气体产物经二级冷凝为液化油。未冷凝的气体经系列过滤除去杂质，一部分经压缩回到反应器作流化气和载流气，其余部分排出系统。余热不能充分利用，还会增加冷却负荷。

旋转锥裂解反应器以石英砂为热载体，利用旋转锥壳的旋转，由离心力和摩擦力带动固体颗粒(热砂和生物质颗粒)在内部固定锥壳和外部旋转锥壳之间的缝隙中旋转上升。在此过程中，生物质被迅速裂解成蒸汽，经由导出管进入旋风分离器，分离炭后，冷凝气凝结成油。通过调解旋转锥的转速可以改变传热速率；通过调解锥壳之间的间隙可改变床容积，从而控制裂解蒸汽的停留时间。此反应器不需要载气，减小冷凝收集的气体量及装置成本，但设备运行和维修较复杂。

山东理工大学研制的“热载体循环下降管式裂解液化系统”采用的是Z字形下降管式反应器，以陶瓷球为热载体，不需要载气，热载体和生物质粉在管式反应器内反应后进入热载体、热解气、炭粉分离装置中进行分离。热解气体产物经二级冷凝为液化油。热载体的循环使用，余热充分利用，降低了冷却负荷。但下降管式反应器的尺寸较大，热载体的循环装置也随之增大。此外，下降管式反应器的反应时间是由反应管的长度及角度所决定的，调整复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷、结构简单合理、能减少辐射放热、保证反应温度、工作性能优良的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器。其技术方案为：

包括带有进料管、热解气出口、炭粉出口和热载体出口的壳体，壳体内水平安装有反应器，反应器与进料管连通，其特征在于：反应器包括同轴安装在一起的反应滚筒和分离滚筒，反应滚筒两端敞口，分离滚筒由冲孔筛板制成，一端敞口，且分离滚筒的封闭端与由调速电机驱动旋转的驱动轴固定连接；反应滚筒内固定有内螺旋叶片，分离滚筒长于反应滚筒、并套装在反应滚筒外，且分离滚筒的封闭端与反应滚筒远离进料管的出口端留有一定距离，分离滚筒内固定有与内螺旋叶片旋向相反的螺旋叶片。

所述的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，冲孔筛板的筛孔尺寸长510mm，宽1.52mm。

所述的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，内螺旋叶片采用双头齿形连续、或者间断的螺旋叶片。

所述的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，进料管安装在壳体上，其出口端与反应滚筒进料端连通，热解气出口安装在壳体上且位于反应器的上方。

所述的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，炭粉出口呈锥状，承接于分离滚筒的下方，热载体出口位于分离滚筒敞口端的下方。

所述的双滚筒式固体热载体生物质热解反应器，分离滚筒的封闭端与驱动轴经固定盘固定连接，驱动轴经轴承安装在轴承座上，轴承座与壳体固定连接。