[发明专利]一种新型生物质热解综合利用工艺以及系统

说明书

本发明提出了一种新型生物质热解综合利用工艺以及系统，以粉碎后的生物质粒料等为原料，以轻型氧化铝陶瓷球及添加部分沸石、蛇纹岩、石英石为热载体通过高压气体使其混合均匀，控制温度和压力，使其在热解提升反应器中进行裂解，再经过多级分离和分馏，得到生物质硅钾肥、生物炭、生物质木醋液液、生物质焦油和不可冷凝的可燃气体，从各而实现对所有产品进行综合利用。

技术领域

本发明涉及生物质能源领域，具体是一种新型生物质热解综合利用工艺。

背景技术

21世纪世界上面临着经济增长和环境保护的双重压力，因此开发利用可在再生的新型清洁能源对建立可持续的能源系统，促进经济发展和环境保护具有重大意义。生物质能作为唯一一种以固态形式存在，且可储存的新型能源，其对于经济社会的可持续发展具有非常重要的意义。

生物质能的利用方式包括气化、固化和液化三种。其中又以生物质液化为最主要的利用方式。生物质热解液化技术是生物质在隔绝氧气的条件下迅速受热裂解，并且快速冷凝的化学过程，传统的热解技术获得的产物主要为生物质焦油(山东泰然新能源有限公司中国专利：一种高效生物质热解制燃料油生产工艺)，热值一般在20MJ/kg左右，可作为燃料在锅炉中使用，也可以经过精炼后应用于内燃机、燃气轮机等动力装置。但随着研究的进一步深入，学者们发现生物油具有含水量大、含氧量高、热值低、粘性大等特点，这些特点使其在应用的过程中面临重重阻碍。此外，目前国内外主流的反应器有流化床、鼓泡床、下降管等，无一例外的都面临生产过程中反应器结焦堵塞等问题，使得难以规模化连续运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型生物质热解综合利用工艺。

本发明的原理是：生物质热解技术是充分利用生物质能的一项关键性技术，通过一系列的反应过程将固态的生物质转化成气、液、固三种产物。其中气体产物主要是以H₂、CO、CH₄等为主的可燃性气体，可用来进行热电联产，提高能源利用效率；固体产物主要以生物质炭和硅钾肥为主，这两种物质均可以在农业生产中得到充分利用，同时生物质炭也是工业生产和生活所用的必备原料；液体产物是热解的主要产物，传统的生物质热解技术得到的液体产物主要是轻质和重质生物油，然而热解得到的生物油存在水分含量大，含氧量高，热值低，粘性大等特点，使其在利用的过程中层层受阻，而本发明提出的一种新型生物质热解综合利用工艺，通过改变反应条件，控制反应过程，使之进行生物质气体热电联产并得到木醋液、精制木醋液以及分子量较大的重质生物油，再通过后续的处理工艺，从中提取各类化学品以及制备更高价值产品进行利用。

本发明之一是提供一种新型生物质热解综合利用工艺，其包括以下步骤：

（1）生物质原料干燥后，之后生物质原料和热载体一起通过提升气由底部热解进口带入热解反应器进行热解，由热解反应器上部出口得到热解生物质气、热载体以及生物质炭的混合物；所述提升气为步骤（4）得到高压不可凝生物质气

（2）混合物依次进入多级旋风分离器进行气固分离，分离后的热载体及及部分生物质炭进入热载体再生器进行再生加热，分离后的部分生物质炭进入肥料制备单元作为原料；分离后的热解生物质气进入热解气分离系统，

（3）热解生物质气经过热解气分离系统，分别得到不可冷凝的可燃气体以及多种冷凝液体；

（4）不可冷凝的可燃气体分为两路，一路去热电联产装置发电，另一路经加压后得到高压不可凝生物质气；

（5）热载体再生器的高温烟气首先通过换热器给空气加热，被加热的空气进入热载体再生器助燃，降温后的高温烟气进入旋风分离器进行气固分离，气体进入干燥装置用于对步骤（1）中的生物质原料干燥，固体进入肥料制备单元作为原料。

进一步的，所述生物质原料干燥后水分控制在5-8%；所述生物质原料粒径为1～5毫米。