[发明专利]生物质快速热裂解制取生物燃油设备

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物燃料技术领域的装置，具体是一种基于改善生物燃油品质的生物质快速热裂解制取生物燃油设备。

背景技术

生物质快速热裂解制取生物燃油技术已经成为生物质能利用的一个主要途径，其开发已得到世界各国的重视。目前，已有几种类型的设备可用来完成这种工艺。旋转锥反应器是由荷兰Twente大学生物质技术集团(BTG)于1989～1993年研制成功的；英国Wellman公司与英国Aston大学及德国木材化学研究等单位合作，于2000年在英国博明翰市建成生物质喂入率为250kg/h的鼓泡流化床热裂解示范装置。在我国，生物质快速热裂解制取生物燃油技术已有15年多的历史。刘荣厚以副主持人排名第2的身份于1995-1998年承担了国家科技攻关及与联合国粮农组织和荷兰Twente大学BTG国际合作“生物质热裂解液化技术的研究”项目，该项目于1995年从荷兰引进一套生物质喂入率为50kg/h的旋转锥反应器生物质闪速热裂解中试设备，是我国最早的快速热裂解液化装置。山东理工大学研制开发了离心分离生物质快速热解液化装置；中国科学技术大学研制出新型生物质固体颗粒热解反应器。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号为：200510112221.9，名称为农林业有机废弃物快速热裂解制取燃料油设备，该专利采用单螺杆直接进料，热裂解气体经旋风分离器直接进入冷凝器，冷凝器采用单级冷凝方式。该设备的不足之处在于：进料不均匀，物料容易搭桥，生物燃油含有生物碳及砂子、固体颗粒含量较高、品质不好，冷凝不充分。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种生物质快速热裂解制取生物燃油设备，具有结构简单、实用、持续稳定进料、提高生物燃油品质特点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：载气系统、进料系统、流化床反应器、旋风分离器、热蒸汽过滤器、生物燃油收集系统和传感机构及数据采集控制系统，其中：进料系统与流化床反应器相连接，旋风分离器、热蒸汽过滤器和生物燃油收集系统依次通过管路串连连接，载气系统分别与流化床反应器、热蒸汽过滤器以及进料系统相连，若干组传感机构分别设置于流化床反应器、旋风分离器和热蒸汽过滤器的测试点，数据采集控制系统与若干传感机构相连接并采集各个测试点的温度和压力。

所述的载气系统为氮气气源，该氮气气源分三路分别与流化床反应器的底部输入端、热蒸汽过滤器的上部输入端以及进料系统相连。

所述的进料系统为两级串联的进料结构，每一级进料结构均包括：电机、变速箱、进料仓和进料器，其中：第一进料器和第二进料仓相焊接，第二进料器和流化床反应器通过法兰密封连接，变速箱与电机的输出轴相连。

所述的流化床反应器包括：载气预热室、气体分布板、法兰盘、热裂解反应室和冷凝水套，其中：热裂解反应室与载气预热室以法兰盘密封连接，气体分布板固定设置于法兰盘内，冷凝水套焊接在流化床反应器上。

所述的旋风分离器包括：旋风室和集炭箱，其中：旋风室的下出口端设有集炭箱，旋风室与热蒸汽过滤器通过管路连接。

所述的热蒸汽过滤器包括：进气室、带孔钢管、陶瓷滤芯、出气室和脉冲反吹进气口，其中：带孔钢管位于陶瓷滤芯内并与陶瓷滤芯固定连接，出气室、进气室和带孔钢管依次通过法兰串连连接，出气室上部设置脉冲反吹进气口并与生物燃油收集系统相连接。

所述的生物燃油收集系统包括：冷凝器、冷水机、气体采样口和静电捕集器，其中：四个冷凝器通过管路串联连接，冷水机通过冷凝器内部的循环管路连接，冷凝器和静电捕集器通过管路连接，中间设置气体采样口。

所述的传感机构及数据采集控制系统包括：热电偶、压力传感器、PID智能温度控制器、压力采集器、数据采集模块和电脑，其中：各部分固定在电器控制箱内，以导线连接。

本装置通过以下方式进行工作：物料进入流化床反应器的砂层中央，在反应器中发生反应，热裂解蒸汽在载气的作用下依次进入旋风分离器和热蒸汽过滤器，最后进入生物燃油收集系统。本发明不仅保证生物质粉料能够持续稳定的进料，降低生物燃油中的灰分和固含量，提高生物燃油的品质，将生物燃油中的水分和有机物在多级冷凝器中得到分离，而且通过数据采集系统能够监控整个试验过程中各个测试点的温度和压力变化状况。