[发明专利]一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法

权利要求书

1.一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤一、原料预处理

将原料进行粉碎干燥，得到原料颗粒；

所述原料为竹秆、竹青、竹黄、竹节或竹材加工下脚料；

步骤二、气力输送进料

将原料颗粒加入到料仓（9）中，原料颗粒在关风器（8）的作用下落入气力输送管中，经气力输送进入到流化床反应器（1）中；所述气力输送气体为氮气或反应产生的热解尾气；

步骤三、流化床热裂解液化

在流化载气的作用下，使原料颗粒在流化床反应器（1）中发生热裂解反应，产生生物炭和热解气；流化载气为氮气或热解尾气；

步骤四、旋风分离出炭

在流化载气的作用下，使生物炭和热解气进入旋风分离器（2）中，生物炭在旋风分离作用下进入到集炭箱（7）中；

步骤五、过滤除炭

对旋风分离得到的热解气进行过滤，除去热解气中的生物炭颗粒；

步骤六、热解气冷凝

将过滤后的高温热解气通过冷凝器（4），冷凝得到生物油和热解尾气，得到的生物油流入储油罐（6）中；

步骤七、热解尾气循环利用

将热解尾气作为流化床反应器（1）的循环载气和气力输送的进料载气，多余的热解尾气进入储气罐（5）中再利用。

2.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤一中，将原料进行粉碎，得到粒径小于2mm的竹材颗粒后，再经过脱灰处理，脱灰处理工艺步骤为：水洗①-酸洗-水洗②；其中，水洗①过程是将竹材颗粒浸没于水中，竹材颗粒与水重量比为1:20，处理温度50℃，处理时间15min；酸洗过程中是将水洗后的竹材颗粒浸没于盐酸溶液中，盐酸溶液浓度为3.5mol/L，处理温度50℃~65℃，处理时间20min，竹材颗粒与盐酸溶液重量比为1:10；水洗②过程是将酸洗后的竹材颗粒浸没于水中，竹材颗粒与水重量比为1:20，处理温度50℃，处理时间5min，得到脱灰处理后的竹材颗粒；将脱灰处理后的竹材颗粒进行干燥，得到含水率为5%~12%的原料颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤二中，气力输送气体流量为1.5m³/h，关风器（8）中叶片转速为400r/h~800r/h。

4.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤三中，热裂解反应温度为400℃~500℃，生物炭和热解气在流化床反应器（1）中停留时间为1s~2s；流化载气流量为35m³/h~45m³/h。

5.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤三中，流化床反应器（1）床料为陶瓷球和石英砂混合床料，陶瓷球粒径为0.2mm~0.6mm，石英砂粒径为0.6mm~1.2mm，混合体积比例为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤四中，旋风分离器（2）入口的流化载气速度为5~8m/s，压降为0.75kPa~0.8kPa。

7.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤五中，过滤孔径为3~6μm。

8.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤六中，冷凝器（4）的冷凝介质为水，温度为15℃~40℃。

9.根据权利要求1所述的一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于：在步骤七中，循环风压为45kPa-50kPa，循环气体流量为35m³/h-45m³/h。

10.一种竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的装置，用于权利要求1至9任一项所述的竹材热裂解液化制备生物油及生物炭的方法，其特征在于，所述装置包括：流化床反应器（1）、旋风分离器（2）、过滤器（3）、冷凝器（4）、储油罐（6）、储气罐（5）、集炭箱（7）和气力输送进料器；

其中流化床反应器（1）的下部设有进料口，流化床反应器（1）的上部出口与旋风分离器（2）的入口连接；旋风分离器（2）的下部出口与集炭箱（7）相连，旋风分离器（2）的上部出口与过滤器（3）、冷凝器（4）、储油罐（6）、储气罐（5）进气口顺序连接；储油罐（6）出气口还与流化床反应器（1）的下部进气口连接；各器件之间通过管路联通；

气力输送进料器包括关风器（8）和料仓（9），其中料仓（9）位于流化床反应器（1）的下部进料口上，料仓（9）通过关风器（8）通入流化床反应器（1）内部，关风器（8）下部设有气力输送管；流化床反应器（1）内部填有床料。