[发明专利]一种生物质快速热解装置及工艺

权利要求书

1.一种生物质快速热解装置，其特征在于，包括热解反应器、催化剂分级分离系统、催化剂再生器和产物冷凝分离器；

所述热解反应器包括混合升温区，设置在混合升温区下端的热解反应区以及位于热解反应区侧端的热解过滤区；所述热解反应区与热解过滤区通过第一格栅分开；

所述第一格栅由倒V字形格栅板间隔排列组成；所述倒V字形格栅板为不对称结构，位于热解反应区一侧板边与竖直方向的夹角小于位于热解过滤区一侧板边与竖直方向的夹角；

所述倒V字形格栅板位于热解反应区一侧板边的底部位置低于下一层倒V字形格栅板的顶部位置；所述倒V字形格栅板位于热解过滤区一侧板边的底部位置齐平于下一层倒V字形格栅板的顶部位置；

所述倒V字形格栅板之间的间隔距离小于热解反应区中催化剂的粒径；

所述混合升温区顶部设有物料进口和第一催化剂进口；所述热解反应区下部设有返料阀，并通过第一返料器与催化剂再生器连接；所述热解过滤区顶部设有第二催化剂进口，下部设有调节阀，侧部设有气相产物出口；所述热解过滤区与气相产物出口通过第二格栅分开，气相产物出口与产物冷凝分离器连接，调节阀通过第二返料器与催化剂再生器进口连接；

所述第一催化剂进口和第二催化剂进口分别与催化剂分级分离系统连接，所述催化剂再生器出口与催化剂分级分离系统进口连接；

所述催化剂分级分离系统由四级旋风分离器串联组成，上一级旋风分离器的出口与下一级旋风分离器进口连接；

所述第一级旋风分离器的灰斗与热解过滤区顶部的第二催化剂进口连接，所述第二级旋风分离器的灰斗与混合升温区顶部的第一催化剂进口连接，所述第三级旋风分离器的灰斗与第二返料器连接，所述第四级旋风分离器的灰斗和出口分别外排；

所述的催化剂分级分离系统将催化剂按颗粒粒径分为4个区间分别投入不同工段，分别为：第一级旋风分离器分离下的催化剂用于高温油气二次热解过滤；第二级旋风分离器分离出的催化剂用于快速热解反应；第三级旋风分离器分离出的催化剂送入第二返料器，之后进入催化剂再生器用于维持工艺热循环；第四级旋风分离器分离出的催化剂外排。

2.根据权利要求1所述的生物质快速热解装置，其特征在于，所述混合升温区设有若干物料混合板；所述物料混合板的形状为三菱柱，相互之间平行设置且分层错位排列。

3.根据权利要求1所述的生物质快速热解装置，其特征在于，所述第二格栅由一字形格栅板间隔排列组成；所述一字形格栅板与竖直方向的夹角范围为15-45 °。

4.根据权利要求3所述的生物质快速热解装置，其特征在于，所述一字形格栅板的底部位置低于下一层一字形格栅板的顶部位置。

5.根据权利要求1所述的生物质快速热解装置，其特征在于，所述热解过滤区包括二个，分别对称设置于热解反应区两侧。

6.一种使用如权利要求1~5任一所述装置的生物质快速热解工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）生物质和催化剂分别由物料进口和第一催化剂进口进入，在混合升温区实现混合升温，并进入热解反应区开始反应；

反应后的催化剂及未完全反应的半焦通过第一返料器进入催化剂再生器内，进行再生处理；

2）步骤1）中生成的气相产物通过第一格栅进入热解过滤区，与热解过滤区中的催化剂接触进行反应，并过滤气相产物中粉尘；

反应后的催化剂则通过第二返料器进入催化剂再生器内，进行再生处理；

3）步骤2）中经过热解过滤后的气相产物通过第二格栅进入产物冷凝分离器，进行产物分离处理；

4）步骤1）和步骤2）中经过催化剂再生器再生处理的催化剂，进入催化剂分级分离系统，由第一级分离器分离下粒径大于2 mm的催化剂进入热解过滤区，由第二级分离器分离出0.5-2 mm的催化剂进入混合升温区，由第三级分离器分离出0.1-0.5 mm的催化剂送入第二返料器，之后进入催化剂再生器用于维持工艺热循环，由第四级分离器分离出小于0.1mm的催化剂则外排。