[发明专利]含碳生物质物料炭化制粉一体化方法及其系统

权利要求书

1.一种含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)物料炭化：在高温缺氧条件下，生物质物料送入炭化制粉装置的中部，与来自炭化制粉装置底部喷入的热载气形成物料紊流，进行炭化反应，生成热解气，同时得到生物质炭；

2)生物质炭制粉：生物质炭在自重的作用下进入炭化制粉装置的下部，与来自炭化制粉装置底部喷入的热载气形成物料旋流，同时对生物质炭进行破碎撞击处理，制成炭粉；

3)炭粉换热：从炭化制粉装置下部逸出的炭粉随气流上升的过程中与步骤1)中的物料紊流发生热交换，换热后的炭粉继续随气流上升至炭化制粉装置的上部形成炭粉旋流，进一步发生热交换；

4)第一级气固分离：从炭化制粉装置顶部逸出的炭粉随气流进入第一级分离器，进行第一级气固分离处理，分离出粗颗粒炭粉和含有细颗粒炭粉的混合气；

5)第二级气固分离：将含有细颗粒炭粉的混合气送入第二级分离器，进行第二级气固分离处理，分离出细颗粒炭粉和混合气。

2.根据权利要求1所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤1)中，炭化反应的温度为200～800℃。

3.根据权利要求1或2所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤2)中，利用旋转的破碎刀具对生物质炭进行破碎撞击处理，破碎刀具的旋转速率为800～20000转/分钟，制成的炭粉的粒径≤2mm。

4.根据权利要求1所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤4)中，粗颗粒炭粉的粒径为1～2mm，细颗粒炭粉的粒径＜1mm。

5.根据权利要求1或4所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤4)和步骤5)中，混合气为热载气和热解气的混合气体；所述热载气为二氧化碳、水蒸汽、氮气中的一种或者多种混合；所述热解气为包含一氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、焦油气中一种或多种的混合气体。

6.根据权利要求1或4所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤4)中，含有细颗粒炭粉的混合气分为两部分，第一部分含有细颗粒炭粉的混合气送入步骤5)中进行气固分离，第二部分含有细颗粒炭粉的混合气直接排出应用于加氢液化、气化或者燃烧发电。

7.根据权利要求6所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化方法，其特征在于：所述步骤5)中，混合气分为两部分，第一部分混合气送入步骤1)中进行炭化反应，第二部分混合气与步骤4)中的第二部分含有细颗粒炭粉的混合气汇流后应用于加氢液化、气化或者燃烧发电。

8.一种为实现权利要求1所述方法而设计的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：包括炭化制粉装置(1)、第一级分离器(2)、第二级分离器(3)，所述炭化制粉装置(1)的中部设置有用于供生物质物料进入的生物质进料口(1.1)，所述炭化制粉装置(1)的底部沿外壁切向设置有用于供热载气进入的进气口(1.2)，所述炭化制粉装置(1)的顶部沿外壁切向设置有用于供炭粉和混合气输出的混合料出口(1.3)；

所述炭化制粉装置(1)的混合料出口(1.3)与第一级分离器(2)的混合料进口(2.1)连接，所述第一级分离器(2)的出料口(2.2)与第二级分离器(3)的进料口(3.1)连接，所述第一级分离器(2)上还设置有用于供粗颗粒炭粉排出的第一炭粉排出口(2.3)，所述第二级分离器(3)上还设置有用于供细颗粒炭粉排出的第二炭粉排出口(3.2)和用于供混合气排出的排气口(3.3)，所述第二级分离器(3)的排气口(3.3)与炭化制粉装置(1)的进气口(1.2)连接。