[发明专利]一种生物质热解多联产装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能的利用领域，具体涉及一种生物质热解多联产的装置与方法。 

背景技术

生物质热解是在无氧或有限供氧条件下，使生物质受热分解而获得固液气三相产物的热化学转化过程。通过控制热解反应条件，如温度、压力、滞留时间等，可以改变三种产物的产率，以及产物的组成与结构特性，从而实现不同的生物质热解多联产过程。 

生物质热解多联产技术的核心在于装置的开发，不同的装置结构直接决定了其对原料和热解反应条件的适应性：包括原料水分含量、原料尺寸、原料种类、热解温度、热解升温速率、热解气相氛围、固相和气相滞留时间、热解压力等。现阶段，国内外各单位在开发生物质热解多联产装置时，主要是基于装置对热解反应条件的适应性（瞄准产物需求）开展设计工作，以期获得特定的热解多联产产物，而没有太过关注装置对原料预处理（破碎和干燥）的适应性。实际上，原料预处理程度是决定生物质热解多联产经济性的一个重要因素。现有的大多数生物质热解多联产装置，虽然可实现热解反应条件的有效控制，但对原料的预处理程度也要求较高，导致热解技术的实施成本较高。因此，新型热解多联产装置的开发，必须同时兼顾对原料和对热解反应条件的适应性。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物质热解多联产的装置与方法。 

根据本发明的一方面，提供了一种生物质热解多联产的装置，该装置包括包括料斗、进料系统、履带式热解反应器、气固分离系统、热解气冷凝系统、可燃气燃烧器、可燃气换热器、焦炭粉碎机、焦炭冷却出料系统，其中， 

料斗的出口与进料系统的入口相连，进料系统的出口与履带式热解反应器的燃料入口相连，履带式热解反应器的载气入口与可燃气换热器的燃气出口相连，履带式热解反应器的焦炭出口与焦炭粉碎机的入口相连，焦炭粉碎机的出口与焦炭冷却出料系统的入口相连，履带式热解反应器的热解气出口与气固分离系统的入口相连，气固分离系统的气体出口与热解气冷凝系统的入口相连，热解气冷凝系统的气体出口分为两路，分别与可燃气燃烧器和可燃气换热器的燃气入口相连，可燃气燃烧器的烟气出口与可燃气换热器的烟气入口相连，可燃气换热器的燃气出口与履带式热解反应器的载气入口相连。 

优选地，履带式热解反应器包括钢履带、传动轴、驱动控制系统、密封反应室和蓄热体，所述钢履带置于密封反应室之内，呈环形布置，两端设置有防止物料滑落或吹走的防护栏，由耐热耐腐蚀不锈钢制成；钢履带的两端各有一个传动轴，其中一个为主动轴，另一个为从动轴，以实现钢履带的传动；从动轴完全置于密封反应室内，主动轴则与置于密封反应室之外的驱动控制系统相连，从而控制传动轴的运行速度；密封反应室内部的底部、顶部和四壁都布置有蓄热体，用于调节反应室内的温度场和流畅。优选地，所述进料系统为带式给料机、板式给料机或者螺旋给料机。 

优选地，所述气固分离系统为旋风分离器。 

优选地，所述热解气冷凝系统为喷雾与降膜复合冷凝系统。 

优选地，所述可燃气换热器为间壁式换热器。 

优选地，所述焦炭冷却出料系统为带水冷的螺旋输送器。 

根据本发明的另一反面，提供了一种利用上述装置实现生物质热解多联产的方法：将生物质原料经由料斗和进料器送入履带式热解反应器内，物料在履带传输器上运行过程中，在来自可燃气燃烧换热器的高温燃气作用下，发生热解反应；高温热解气相产物经气固分离系统去除其中的固体颗粒后，进入热解气冷凝系统，经喷雾与降膜的复合冷凝后得到液体产物，不可冷凝的可燃气从出口流出后分为两路，第一路进入可燃气燃烧器，第二路进入可燃气换热器，第一路可燃气在可燃气燃烧器中燃烧获得的高温烟气进入可燃气换热器，并将进入可燃气换热器中的第二路可燃气加热，高温的可燃气进入履带式热解反应器，从而为生物质热解过程提供热量；高温热解焦炭产物则进入焦炭粉碎机，在其中被粉碎后进入焦炭冷却出料系统，经冷却后以粉末形式排出。 

优选地，所述生物质原料为木质纤维素类生物质。 

优选地，所述履带式热解反应器中的反应温度为300-500℃，固相滞留时间为5-120min。 

优选地，所述履带式热解反应器中的履带传输器的运行速度为2-50m/h。 

优选地，所述可燃气燃烧器中的可燃气与空气燃烧的过量空气系数为1.0~1.2。 

优选地，所述可燃气换热器中的可燃气出口温度为550~900℃。 

本发明的有益效果为：