[发明专利]一种低能耗生物质液化装置

说明书

本发明属于生物质快速热解液化领域，具体涉及一种低能耗生物质液化装置，解决生物质热解液化过程中能耗过高和生物质柴油产出比例较低的问题，该装置主要包括料仓加热套，碳粉燃烧器，多级空气预热器，生物质热解反应器，板式氮气预热器，气固旋流分离器，快速冷凝系统，金属过滤器等，本发明利用旋转离心力和蜂窝通道极大地提高了生物质的加热速率，通过气液鼓泡混合，实现了快速冷凝，增加了生物油的生成比例。同时，热解所需热量主要生物质碳颗粒燃烧来提供，实现能量的自给自足，且烟气的热量多级回收，降低了排烟热损失，提高了整套装置的热效率。本发明能够将生物质快速热解液化的产油率提高到65%以上。

技术领域

本发明属于生物质快速热解液化领域，具体涉及一种低能耗生物质液化装置。

背景技术

我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、蔗渣、芦苇、竹子等非木材纤维年产就超过10亿吨，生物质的利用前景非广阔，目前生物质的利用方法主要有直接燃烧、气化和液化。其中生物质液化具有生物柴油热值高，易存贮、输送，且可以作为合成化学品的原料，因此成为生物质利用的一种重要方式。

生物质热解液化技术的关键在于要有很高的加热速率和热传递速率，短的气体停留时间，严格控制温度以及热解挥发份的快速冷却。只有满足这样的要求，才能最大限度地提高产物中油的比例。

目前，国内生物质快速液化主要采取旋转锥反应器和流化床反应器的方式，其中旋转锥反应器需消耗较多的电能，且气体停留时间长，而流化床反应器的加热速率和热解气体的冷却较慢，因此生物油的产出比例较低。

发明内容

本发明的目的是解决生物质热解液化过程中能耗过高、加热速率较慢，进而导致生物质柴油产出比例较低的问题。本发明提供一种原理先进、热效率高的生物质快速液化装置，用热风充分预热、干燥生物质原料，利用旋转离心力和蜂窝通道强制生物质与高温金属加热面紧密贴合快速流动，极大地提高了生物质在气化过程中的加热速率，热解产生的生物质气体在常温生物质油中气液鼓泡混合，实现了快速冷凝，增加了生物油的生成比例。同时，热解所需热量主要由生物质气化后分离出的生物质碳颗粒燃烧来提供，无需另外消耗能量，且燃烧所产生的高温烟气的热量由多级空气预热装置、氮气预热装置和生物质干燥装置等回收，降低了排烟热损失，提高了整套装置的热效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低能耗生物质液化装置，其特征在于：包括炉膛，料仓加热套，碳粉燃烧器，三级夹套式空气预热器，生物质热解反应器，板式氮气预热器，二级板式空气预热器，气固旋流分离器，快速冷凝系统，第一风机，第二风机，一级管式空气预热器，生物质料仓，电动调节阀，螺旋给料机，搅拌器，所述炉膛的炉墙由三级夹套式空气预热器围成，碳粉燃烧器穿过三级夹套式空气预热器安装在炉膛的下部，生物质热解反应器布置在炉膛的中上部，板式氮气预热器布置在生物质热解反应器的上部，板式氮气预热器的入口与出口之间有连通旁路，并在该旁路上安装有电动调节阀，板式氮气预热器的出口和生物质热解反应器的入口通过管道连接，二级板式空气预热器布置在板式氮气预热器的上部，二级板式空气预热器的出口通过管道与料仓加热套的入口连接，料仓加热套的出口通过管道与三级夹套式空气预热器的入口连接，三级夹套式空气预热器的出口通过管道与碳粉燃烧器的入口连接，生物质料仓位于料仓加热套内，且生物质料仓为设计为敞口，在生物质料仓的中心位置布置有搅拌器，生物质料仓的出口与螺旋给料机的入口连接，螺旋给料机的出口与生物质热解反应器的入口连接，生物质热解反应器的出口与气固旋流分离器的入口连接，气固旋流分离器上部的气体出口与金属过滤器的入口连接，金属过滤器的出口与快速冷凝系统的入口连接，气固旋流分离器下部的固体出口连接在三级夹套式空气预热器出口和碳粉燃烧器入口之间的管道上，快速冷凝系统的上部出口与第二风机的入口连接，第二风机的出口与板式氮气预热器的入口连接，第一风机的出口与一级管式空气预热器的入口连接，一级管式空气预热器的出口通过管道与二级板式空气预热器的入口连接。

上述装置的有益效果是：