[发明专利]生物质热解系统和对生物质进行热解的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地，涉及生物质热解系统和对生物质进行热解的方法。

背景技术

煤炭、石油等不可再生的化石能源的过度开采和利用，使得地球上的能源与环境问题越来越严峻，寻找一种清洁型的替代能源的任务也已经迫在眉睫。生物质资源是地球上第四大资源，其储量仅次于煤炭、石油和天然气，同时也是储量第一的清洁型可再生能源，是最适合的化石能源替代能源之一。然而生物质资源的利用效率并不高，大多数农业废弃物直接农田焚烧，不仅造成环境污染，还造成能源浪费。因此，高效利用生物质资源不仅能够缓解能源紧缺和环境污染问题，还能变废为宝带来经济效益。

生物质热解是在无氧或限氧的条件下，对生物质原料进行加热，实现热解反应，得到生物炭、生物油、燃气的过程。但是，目前已有的生物质热解技术存在加热不均匀，产品质量不稳定等缺陷，难以实现生物质资源的高值化生产，且热解过程需要添加外部热源，增加系统的运营成本。

因此，低成本、高效的实现生物质热解，联产高品质的生物油、燃气的系统和方法有待研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以低成本、高效的实现生物质热解，联产高品质的生物油、燃气的系统。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种生物质热解系统。根据本发明的实施例，该系统包括：热解炉，所述热解炉热解炉内限定出对生物质进行热解的热解空间，其中，所述热解空间包括热解区和物料混合区，所述热解区设置在所述热解空间的下部，所述物料混合区设置在所述热解区的上方，所述物料混合区包括：多个物料导向板，所述多个物料导向板呈交错设置，且所述物料导向板水平投影的长度大于所述热解区的半径，以便获得热解炭和热解油气；燃烧提升管，所述燃烧提升管与所述热解炉相连，用于对所述热解炭进行不完全燃烧处理，以便获得烟气和生物炭热载体；分离装置，所述分离装置与所述燃烧提升管相连，用于对所述烟气和所述生物炭热载体进行分离处理，以便获得分离处理后的烟气和分离处理后的生物炭热载体；生物炭热载体管路，所述生物炭热载体管路与所述分离装置和所述热解炉相连，用于将所述分离处理后的生物炭热载体输送至所述热解炉内，对所述热解区进行内部加热；以及烟道，所述烟道设置在所述热解区的侧壁上，利用所述烟气对所述热解区进行外部加热。

根据本发明的实施例，本发明的生物质热解系统，采用内部生物炭热载体和外部分离处理后的烟气同时加热的方法，生物质热解系统的单位时间处理能力大，实现生物质高效热解，其中，生物炭热载体和分离处理后的烟气均为系统内部供应，无需外部热源，运营成本低。

另外，根据本发明上述实施例的生物质热解系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，该生物质热解系统进一步包括：冷凝装置，所述冷凝装置与所述热解炉相连，用于对所述热解油气进行冷凝处理，以便获得生物油和热解燃气。由此，通过冷凝对热解油气进行处理，使生物油和热解燃气进行分离。

根据本发明的实施例，该生物质热解系统进一步包括：加料仓，所述加料仓中限定出生物质储存空间，并且所述加料仓分别与所述热解炉和所述冷凝装置相连，用于向所述热解炉中添加所述生物质，以及利用所述生物质对所述热解燃气进行过滤以便获得清洁燃气。由此，利用生物质滤去大部分焦油。

根据本发明的实施例，该生物质热解系统进一步包括：换热器，所述换热器分别与所述热解炉、所述冷凝装置以及所述燃烧提升管相连，用于在所述冷凝处理之前，预先对所述热解油气与空气进行换热处理，以便获得经过冷却的热解油气和预热后的空气，并在所述燃烧室中利用所述预热后的空气对所述生物炭进行不完全燃烧处理。由此，通过换热处理，使热解油气冷却，便于后续的冷凝处理得到生物油，使空气加热，便于在燃烧提升管中与热解炭进行不完全燃烧，节约能源，提高能源利用效率。

根据本发明的实施例，所述分离装置包括：一级旋风分离器，所述一级旋风分离器与所述燃烧提升管相连，用于对所述烟气和所述生物炭热载体进行第一分离处理，以便得到一级分离处理后的烟气和所述分离处理后的生物炭热载体；以及二级旋风分离器，所述二级旋风分离器与所述一级旋风分离器和所述烟道相连，用于过滤去除所述一级分离处理后的烟气中的灰分，，以便得到所述分离处理后的烟气。由此，除尘效果好。