[发明专利]一种高效率的生物质热解及提纯工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种高效率的生物质热解及提纯工艺。

背景技术

生物质资源是自然界唯一可再生的碳源，具有数量巨大、环境友好、CO²零排放等优点，因此，世界各国都把高效利用生物质资源摆在重要位置，我国更是将生物质能利用列为能源领域优先发展的主题之一。

目前，现有碳化炉只提取到无烟碳，忽略了生物质里可提取的其它成份，如：木焦油、木醋液、可燃气体等，因此需要对生物质原料进行精炼处理。

作为生物炼制的重要手段之一，生物质热解液化技术由于具有工艺迆程短、原料适应性强、反应迅速、转化率高以及易于商业化等诸多优点，自 20世纪 70 年代末问世以来，发展非常迅速，如荷兰BTG 和加拿大 Dynamotive 均于 20 世纪 90 年代中期即已建成了万吨级生物质热解液化示范装置，中国科技大学也于 2007 年通迆产学研合作在合肥建成了国内第一套产业化示范装置，但客观地说，该项技术迄今在国内外都没有真正迚入市场推广阶段，其原因是多方面的，仍技术角度而言主要存在技术不完善和技术不完备两大不足。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种热解效率高，产物质量好，木醋液和木焦油纯度高的生物质热解及提纯工艺。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种高效率的生物质热解及提纯工艺，包括下述工艺步骤：

（1）原料预处理：将生物质原料放入到干燥箱内进行加热和通风干燥，然后进行粉碎，粉碎处理后再进行二次干燥，备用；

（2）热解反应：将步骤（1）中干燥后的生物质原料送入到快速热解反应器中并在无氧条件下进行热解反应，控制反应温度为420-490℃，控制反应时间为1-3s；

（3）分离木炭：将步骤（2）中反应后的热解产物通入到旋风分离器中，将木炭与热解气体分离；

（4）冷凝：将步骤（3）中与木炭分离后的气体通入到冷凝器中，使得气体冷凝为生物原油，余下没有冷凝的气体经排气管道进入气体回收装置；

（5）提纯：将步骤（4）中冷凝后的生物原油通入到蒸馏器中，在0.1-0.3MPa的真空下，收集沸点为52-67℃的馏出液，即可获得纯度较高的木醋液和木焦油。

优选的，所述步骤（1）中控制干燥温度为70-80℃。

优选的，所述步骤（2）中所用的快速热解反应器具体可为旋转锥型热解反应器。

优选的，所述步骤（3）中分离出的木炭经分支管道通入到收集箱或快速热解反应器中。

优选的，所述步骤（1）中对生物质原料进行粉碎后再利用筛网筛选，所述筛网的网孔直径为2mm。

优选的，所述步骤（4）中冷凝过程中采用的冷却介质为液态氮气。

采用本发明的技术方案，采用热解液化技术对生物质原料进行再利用，大大提高了生物质原料的利用率，避免其自身具有的潜在能源被白白浪费，同时也保护了环境，避免焚烧带来的环境污染问题，本工艺中，经较好地预处理后，利用高效率的快速热解反应器在无氧条件下对生物质原料进行充分的热解反应，通过严格控制反应温度和反应时间，使其能够充分热解，并生成木炭和其他气体物质，最后利用冷凝器对气体物质进行冷凝，分离出生物原油和其他可燃性气体，在对生物原油进行提纯，得到木醋液和木焦油，提纯效果好，纯度高，实现了生物质原料的充分再次利用，且木炭既可作为快速热解反应器的热源，也可收集起来，另作他用，整个工艺过程简单，易操作，可实现批量生产。

具体实施方式

实施例1：

（1）原料预处理：将生物质原料放入到干燥箱内进行加热和通风干燥，控制干燥温度为70℃，然后进行粉碎，再利用筛网筛选，所述筛网的网孔直径为2mm，粉碎处理后再进行二次干燥，备用；

（2）热解反应：将步骤（1）中干燥后的生物质原料送入到旋转锥型热解反应器中并在无氧条件下进行热解反应，控制反应温度为430℃，控制反应时间为1s；

（3）分离木炭：将步骤（2）中反应后的热解产物通入到旋风分离器中，将木炭与热解气体分离，分离出的木炭经分支管道通入到收集箱或旋转锥型热解反应器中；

（4）冷凝：将步骤（3）中与木炭分离后的气体通入到冷凝器中，使得气体冷凝为生物原油，余下没有冷凝的气体经排气管道进入气体回收装置；

（5）提纯：将步骤（4）中冷凝后的生物原油通入到蒸馏器中，在0.1MPa的真空下，收集沸点为65℃的馏出液，即可获得纯度较高的木醋液和木焦油。