[发明专利]用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法。更特别地，本发明涉及能够使用快速热解工艺从生物质有效产生生物油的用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法。

背景技术

一般而言，已知化石燃料会造成环境污染并具有估计其存量的限制。因此，在每个国家都已经进行了很多努力以开发能够取代化石燃料的可再生能源。

该可再生能源可以分成例如氢气、燃料电池和煤气化的新能源和例如太阳能、风力、水力、废物、海水、生物质和地热的再生能源。近来，已经积极进行了使用木质纤维素生物质生产生物油的技术。

该生物油是类似于通过对木质纤维素生物质进行快速热解、高温高压水解等制备的重油的液体燃料。特别地，该快速热解是具有最高油产率的热解技术。然而，该快速热解是需要精确度的技术，因为保持非常短的反应时间，反应温度也在较窄的范围内。

更特别地，在用于使用快速热解制备生物油的方法中，在反应界面处需要高传热速率以提高生物油的产率。因此，需要降低材料的尺寸，而且需要精确控制反应温度和蒸汽相中的温度，将其分别保持在500℃和400-450℃。而且，需要将产物在蒸汽相中的存在时间控制在约2秒内，需要在短时间内将蒸汽冷却下来。此外，因为焦炭用作用于分解蒸汽相中产物的催化剂，因此需要快速分离和除去焦炭。

然而，满足所有前述条件的快速热解技术并未投入使用，且需要开发用于使用快速热解制备生物油的系统，其中能够以高产率制备生物油。

发明内容

技术问题

本发明提供了用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法，其中将生物质快速热解使得能够以高产率和效率制备生物油。

本发明还提供了用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法，其能够简化用于快速热解生物质的结构且能够以低成本容易地制造该结构。

本发明还提供了用于制备生物油的装置、用于制备生物油的系统和用于使用其制备生物油的方法，其能够降低生物油制备中的成本和能量并改进质量。

技术方案

依照本发明的一个方面，提供了用于制备生物油的装置，该装置包括：反应器，其配置为具有成形为倾斜于其至少一个侧部的倾斜部分；生物质供给装置，其配置为提供在该反应器的上部的一侧处并将生物质供给该倾斜部分；热砂供给装置，其配置为提供在该反应器的上部的另一侧处以关于沿该倾斜部分移动的该生物质的移动方向设置在该生物质供给装置之前，并将高温热砂供给到该生物质的上侧面以将该生物质设置在该倾斜部分和该热砂供给装置之间；加热器，配置为加热该倾斜部分以快速热解沿该倾斜部分向下移动的生物质。

即，可以在由该加热器加热的倾斜部分和该高温热砂之间将该生物质快速热解。可以在以该生物质被热砂覆盖的状态沿该倾斜部分向下滑动的同时使该生物质快速热解。因此，该反应器能够连续快速热解通过重力沿该倾斜部分向下移动的该生物质。不需要使用单独的转移设备以转移该生物质和热砂。

该倾斜部分可以成形为倾斜于地面20-80度角。因此，该反应器能够根据设计条件适当选择该倾斜部分的角度。此外，该反应器可以成形为具有根据操作条件控制该倾斜部分的角度的结构。

可以在该反应器的上部形成用于通过其排出在生物质的快速热解过程中产生的气体的至少一个气体出口。在该生物质的快速热解过程中产生的生物油可以包含在该气体中。

该反应器可以具有透明窗口，通过其观察该生物质的快速热解过程。该透明窗口可以包括多个透明窗口，且该多个透明窗口可以设置为在与该倾斜部分相反设置的侧部上彼此间隔开。而且，该反应器可以具有用于在该生物质的快速热解过程中感应内部温度的温度传感器。该温度传感器可以包括多个温度传感器，且该多个温度传感器可以设置为在与该倾斜部分相反设置的侧部上彼此间隔开。

即，因为该透明窗口或温度传感器位于与该倾斜部分相反的反应器的侧部，因此其不能与沿该倾斜部分向下移动的该生物质和该热砂接触。此外，因为该透明窗口或温度传感器设置为在该反应器的侧部在垂直方向上彼此间隔开，因此能够顺序观察该生物质的快速热解过程。

可以将接受由该加热器供给的热量以均匀传热给该倾斜部分的传热部分提供给该反应器的倾斜部分。即，因为该传热部分将该加热器产生的热量均匀传给该倾斜部分的整个区域，那么无论该倾斜部分的位置如何，都能够使该生物质的快速热解性能均匀化。