[实用新型]一种联合水洗-烘焙预处理生物质微波热解多联产的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生物质微波热解多联产的方法，特别是涉及一种联合水洗-烘焙预处理的生物质微波热解多联产的方法。

背景技术

生物质热解是开发利用生物质的重要途径之一，热解可产生生物质半焦、合成气和生物油三种产物。传统加热方式下的生物质热解中，热量通过导热或对流方式由物料表面向内部传递，而微波加热则是以耗散的形式将微波能转化为热能，能够产生整体均匀性加热，且加热速率快，将导致一些不同于传统热解的热解条件，最终形成不同热解特性。

生物质通常碱金属和碱土金属含量高，不经预处理直接热解会产生诸多不利影响，如热解半焦中碱金属和碱土金属会降低半焦的灰熔点，在后续的半焦燃烧和气化等设备中引起结渣等问题；碱金属和碱土金属在热解过程中改变生物质热解的反应路径并催化生物油的二次裂解，减少生物油的产率并增加生物油中小分子成分如酸、酮、醛等成分，使生物油稳定性变差且成分复杂；碱金属和碱土金属在热解过程中促进H₂O和CO₂的生成，热解合成气热值减少，影响其利用效率。

为提高热解产物的品质特别是热解生物油的品质，生物质原料烘焙预处理是一种简单有效的方法。生物质主要由半纤维素、纤维素和木质素三组分组成，半纤维素热解易产生水分和酸类化合物，烘焙预处理通过控制温度低温热解有效的减少生物质中半纤维素含量，增加了纤维素和木质素的含量，减少生物油的含水率和PH值，增量了生物油的品质。但单独的烘焙预处理减少了生物油的产率，有效的组合预处理技术提高生物质微波热解的产品特性具有很广阔的前景。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种新型的低成本、系统化的生物质微波热解制取高品质生物质半焦、生物油和合成气的装置，提高了热解三相产物的品质。

技术方案：一种联合水洗-烘焙预处理生物质微波热解多联产的装置，包括水洗塔、烟气对流干燥床、低功率微波烘焙炉、高功率微波热解炉、喷淋式冷凝器、储气罐、储油罐、油泵、液-固换热器、低热值气体多孔介质燃烧器、储水罐、循环泵、水泵；水洗塔的出料口连接烟气对流干燥床的入料口，烟气对流干燥床的出料口连接低功率微波烘焙炉的入料口，低功率微波烘焙炉的出料口连接高功率微波热解炉的入料口，低功率微波烘焙炉的顶端烟气出口连接低热值气体多孔介质燃烧器的入口，低热值气体多孔介质燃烧器烟气通过管道连接烟气对流干燥床的烟气入口，烟气对流干燥床的乏汽出口连接储水罐，高功率微波热解炉的挥发气体出料口连接喷淋式冷凝器的入料口，高功率微波热解炉的半焦出料口连接液-固换热器的入料口，喷淋式冷凝器的挥发分气体出料口连接储气罐，喷淋式冷凝器的生物油出口连接储油罐，储油罐的底部出口通过油泵连接到喷淋式冷凝器的喷淋液体入口，水洗塔的水洗液排出口通过水泵连接到储水罐，储水罐的出水口通过循环泵连接到液-固换热器的入水口，液-固换热器的出水口连接到水洗塔的入水口。

有益效果：本实用新型公开的一种联合水洗-烘焙预处理生物质微波热解多联产的装置，提高了热解三相产物的品质，为生物质特别是高碱金属和碱土金属含量的农林类生物质的利用提供了一种新的途径。本实用新型与现有技术相比，具有如下显著优点：(1)对简单破碎后的生物质进行水洗处理过程有效移除生物质中杂质和部分碱金属和碱土金属，提高热解生物质半焦的热值和灰熔点，同时增加了热解生物油的产率并提高其稳定性；(2)微波烘焙预处理过程热分解了生物质中的半纤维素，减少了热解生物油中的水分和酸、酮等不稳定成分，进一步提升微波热解生物油的品质；(3)微波烘焙预处理过程产生的低热值挥发分气体得到有效利用，为生物质的预干燥过程提供热源，整个系统能效高；(4)水循环系统有效回收干燥过程乏汽中的水分和潜热，并且热解生物质半焦的显热也得到有效回收，整个系统处理过程中乏气排放量少；(5)水洗温度、水洗时间、烘焙温度、烘焙时间、热解温度、热解时间等重要操作参数均可根据具体生物质原料特性调节，系统运行安全性高、成本低。

附图说明

附图1为本实用新型的联合水洗-烘焙预处理生物质微波热解多联产的装置组成图；

图中：1-水洗塔，2-烟气干燥床，3-微波烘焙炉，4-微波热解炉，5-喷淋式冷凝装置，6-储气罐，7-储油罐，8-油泵，9-液-固换热器，10-低热值气体多孔介质燃烧器，11-储水罐，12-排气口，13-进水管口，14-排水管口，15-循环泵，16-水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。