[发明专利]一种多功能流化床式生物质热解转化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能流化床式生物质热解转化装置，属于生物质再生利用及其能源化设备技术领域。

背景技术

生物质是一种可再生、环境友好型资源，其利用过程中可实现二氧化碳的零排放。生物质热解炭化、液化和气化是生物质能利用的主要技术，所以研究一种能够集生物质热解炭化、液化和气化多功能为一体的试验装置意义重大。

生物质热解炭化、液化和气化技术均属于生物质热化学转换技术。生物质热解炭化的主要目的是在较低温度与较慢升温速率下得到热解炭和副产品木醋液、木煤气；热解炭经活化可制得性能优良的活性炭，可广泛用于气体净化、污水处理等领域。生物质热解液化的主要目的是在中等反应温度和较高升温速率下得到生物油和副产品热解炭、不可冷凝气体；生物油可直接作为燃料供电供热，也可用于生产化学品，如部分替代苯酚制备酚醛树脂胶粘剂。生物质热解气化的主要目的是在高反应温度和较高升温速率下得到可燃气体和副产品焦油、炭粉；可燃气体利用效率高，而且用途广泛，如可以用做生活煤气，也可以用于烧锅炉或直接发电。

目前，生物质热解炭化、液化和气化技术发展很快，研究较多，国内外现已开发出多种类型的生物质热解反应器，但现有热解反应器的通用性能均不好，并且都存在各自的不足，尤其缺乏能够综合研究热解炭化、液化和气化多功能一体化的设备。

发明内容

本发明的目的是提出一种多功能流化床式生物质热解转化装置，综合流化床热解炭化、液化和气化反应条件及反应器特征，以便在同一装置中实现生物质的热解炭化、液化和气化。

本发明提出的多功能流化床式生物质热解转化装置，包括：

热解反应器，用于使干燥粉碎后的原料进行热解炭化、液化或气化反应，热解反应器的左侧下部设有进料口，热解反应器的右侧下部与灰分返料器相连，热解反应器的下部设有流化气进气口，热解反应器的上部与气固分离器的入口相连；

气固分离器，用于将热解反应器中热解得到的炭和热解气分离，气固分离器的进口与所述的热解反应器的上部出口相连，气固分离器的下部出口与灰分返料器相连，气固分离器的上部出口与过滤器相连；

灰分返料器，用于使所述的气固分离器中分离得到的灰分返回到所述的热解反应器中，或收集到集炭箱中，灰分返料器的进口与所述的气固分离器的下部出口相连，灰分返料器的左侧出口与所述的热解反应器的右侧下部进口相连，灰分返料器的右侧出口与集炭箱相连；

集炭箱，用于收集气固分离器分离得到的炭，集炭箱的入口与所述的灰分返料器的右侧出口相连；

过滤器，用于使所述的气固分离器得到的热解气过滤去除杂质，过滤器的右侧出口与冷凝器相连；

冷凝器，用于使经过过滤的热解气冷凝，得到冷凝液体和不可冷凝气体，冷凝器的出口与储油罐相连；水洗除焦器的气体入口相连；

储油罐，用于储存由所述的冷凝器得到的冷凝液体，储油罐的出口与水洗除焦器相连；

水洗除焦器，用于对所述的储油罐中的不可冷凝气体进行除焦、除尘和降温，水洗除焦器的左侧下部为气体进口，左侧上部为气体出口，右侧下部为循环水进口，右侧上部为循环水出口，左侧上部的气体出口与储气罐相连；

储气罐，用于储存经过所述的水洗除焦器水洗除焦后的不可冷凝气体，储气罐的进口与所述的水洗除焦器气体出口相连。

本发明提出的多功能流化床式生物质热解转化装置，通过对流化床反应器进行分段控温，很好地实现生物质热解炭化、液化和气化，有利于系统研究三者之间的关系及影响机制。本发明的生物质热解反应装置，与现有的同样技术相比具有以下优点及技术效果：

1、本发明的热解转化装置中的流化床反应器，采用三段控温的模式，在流化床式热解反应器的各控温段配备相应的温度、压力、流量等各类监控仪表，实现各控温段反应过程中温度、升温速率、压力等因素的精确调控，因此当用于热解反应时，热解过程便于调节，有利于提高热解产物的质量。

2、本发明的热解转化装置的运行过程中，炭化过程产生的烟气经冷却、除尘提取焦油后作为载气重新通入流化床反应器，液化过程中产生的气体经冷凝提取生物油后作为载气重新通入流化床反应器，气化过程中产生的灰分经过灰分返料器重新通入流化床反应器中，解决了生物质转化对环境的污染。

3、本发明的热解转化装置中产生的气体，经冷凝后采取吹泡法水洗技术，能够同时实现除焦、除尘和降温三方面的效果。

附图说明

图1是本发明热解转化装置的结构示意图。