[实用新型]生物质快速热解的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于可再生能源中的生物质高效清洁利用技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种生物质快速热解的系统。

背景技术

生物质热解液化是生物质在完全缺氧或有限氧供给的情况下受热后主要降解为液体产物以及一部分气体产物和固体产物的过程。影响生物质热解液化最主要的四个参数是：10⁴～10⁵℃/s的加热速率、500℃左右的反应温度、不超过2s的气相滞留时间和生物油的快速冷凝与收集。针对热解液化的条件，国内外开发的生物质快速热解液化系统的反应器主要包括：流化床、旋转锥、烧蚀床和移动床等，根据所采用热载体可以分为气体载体、固体载体和无热载体型。由于该项技术从20世纪70年代才开始发展，所采用的反应器基本参考了石油化工、煤化工方面的器型，针对生物质快速热解这种原料结构复杂、反应条件苛刻的特殊工艺，需要开发更适合各种原料种类、结构简便、易于实现工业化的系统，促进对生物质这种可再生能源的高效、清洁利用，以缓解我国能源供应紧张和环境污染的问题。

因此，现有的生物质快速热解技术有待进一步研究。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种生物质快速热解的系统，该系统可以将生物质转化为高附加值的生物油，从而实现生物质的高效、清洁利用，并且极大简化了快速热解反应工艺流程。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种生物质快速热解的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

快速热解反应器，

所述快速热解反应器包括：

反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；

多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；

布料器；

生物质入口，所述生物质入口位于所述分散区且位于所述布料器的上方；

布料气入口，所述布料气入口位于所述分散区且与所述布料器相连通，以便采用布料气将所述布料器中的生物质吹出进入分散区，均匀地落入热解区；

多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；

半焦出口，所述半焦出口设置在所述出料区；

所述快速热解反应器适于采用所述蓄热式辐射管对生物质进行快速热解处理，以便得到半焦和热解气；

冷渣机，所述冷渣机与所述半焦出口相连，且适于对半焦进行冷却处理；以及

喷淋塔，所述喷淋塔与所述热解气出口相连，且适于采用冷却液对所述热解气进行喷淋处理，以便得到生物油和燃气。

在本实用新型的生物质快速热解反应系统中，蓄热式辐射管以多层的方式布置。相邻的两个蓄热式辐射管在水平方向上和竖直方向上以一定的间距隔开。

温度场

根据本实用新型的一个实施例，多层蓄热式辐射管用于提供热源，使得在热解区形成一个或多个温度场，并且每个温度场的温度是均匀的，由此，在热解区形成温度梯度。

例如，在本实用新型的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段。(即，形成了3个温度场)

温度场的个数以及温度梯度可根据需要设置。

温度场的温度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式辐射管在水平方向和/或竖直方向上的个数；蓄热式辐射管的层数；蓄热式辐射管彼此之间的间距(竖直方向和/或水平方向)；各蓄热式辐射管本身的温度；等等。

在本实用新型的一个实施例中，蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式辐射管的温度。

蓄热式辐射管

蓄热式辐射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时形成温度梯度，即，从燃烧器向外温度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时也形成温度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个温度梯度叠加，使得温度互补，导致整个蓄热式辐射管整体的温度均匀。例如，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃。