[发明专利]生物质分级热解制备生物油和化学品的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用生物质原料热解制备生物油的装置及方法。

背景技术

目前，发达国家以生物能源和化工产品生产为主的生物质产业正在蓬勃兴起，其中，用 生物质快速热解技术制取生物油，大力发展生物能源以替代化石燃料，是当前的研究主流和 发展前沿。由于生物质快速热解条件非常苛刻，目前用生物质热解制备的生物油，还存在氧 含量高，腐蚀性和粘度较大，化学成分复杂和不稳定等问题，要替代石油燃料尚有一定距离。

CN02112008.8t和CN02218043.5公开了一种生物质整合式热裂解分级制取液体燃料的技 术和装置，采用变截面流化床反应器，高、中、低冷凝器组成的分级冷凝系统，通过分级冷 凝获取不同馏分的生物油。该技术仍存在热解综合利用率低和生物油品质不高等问题。

发明内容

本发明的目的是基于生物质的各主要化学组分(纤维素、半纤维素和木质素)具有不同 的热分解特性，结合快速热解的技术要求，提出一种生物质分级热解制备生物油及化学品的 新方法及装置。

本发明所提出的生物质分级热解制备生物油及化学品的方法，包括以下工艺步骤：

(一)、一级低温热解步骤：将破碎成碎粒块的生物质原料输入螺旋热解反应器中于 200～280℃(优选240～260℃)的热解温度下进行低温热解，产生生物质的热解气和热解残焦， 收集所产生的热解气进行冷凝脱水获得醛类及有机酸化学品；

(二)、二级低温热解步骤：将上一步骤产生的热解残焦输入浅床流化床中于300～350℃ (优选310～330℃)的热解温度下进一步进行低温快速热解，浅床流化床的气流速度控制在 0.1～0.5m/s，产生含小分子酚类化合物的热解气和富含纤维素及部分木质素的热解固体产物， 所产生的含小分子酚类化合物的热解气通过设在浅床流化床中的内置旋风分离器进行气固分 离后引入冷凝塔，热解气中的可凝气经冷凝后，获得小分子酚类化学品；

(三)、三级热解步骤：将步骤(二)产生的热解固体产物由设在浅床流化床密相区中上 部的固体产物出口引入深床流化床，于450～600℃(优选480～550℃)温度下进行快速热解， 深床流化床的气流速度控制在0.5～1.0m/s，物料在流化床中高温烟气作用下充分热解，产生 的热解气由设在深床流化床顶部的气体出口输出；

(四)、生物油的收集步骤：将由深床流化床顶部气体出口流出的热解气，通过旋风分离 器进行脱灰净化，然后输入喷淋塔喷淋冷凝得到生物油，并收集于生物油收集罐，喷淋塔的 喷淋液由油泵抽取收集于生物油收集罐中的生物油经换热器冷却后产生，循环作用；在喷淋 塔中未被收集的小油滴和未被冷凝的热解气再由喷淋塔顶部的气体出口输出到热解气过滤器 继续过滤收集并将收集到的生物油输入生物油收集罐；

(五)、高温烟气产生步骤：将经热解气过滤器过滤后由其气体出口流出的热解气和由冷 凝塔气体出口流出的未冷凝热解气以及由旋风分离器的灰斗收集的固体物料引入燃烧室充分 燃烧产生的高温烟气，经燃烧室旋风分离器净化后一部分输送到螺旋热解反应器的外加热气 入口作为热解热源，一部分输送到浅床流化床和深床流化床烟气进口，作为热解热源和流化 气。