[实用新型]一种下行式流化床生物质热解反应器

说明书

本实用新型涉及一种下行式流化床生物质热解反应器，包括自上而下依次布置的混合段、反应段及气固分离段，混合段设有生物质颗粒进料口、热载体进料口、循环尾气进料口、搅拌气进料口及混合物料出口，反应段设有混合物料入口及反应物料出口，混合物料出口与混合段的混合物料出口连通，气固分离段设有反应物料入口、反应油气出口与待生载体出口，反应物料入口与反应段的混合物料出口连通。与现有技术相比，本实用新型使生物质颗粒与热载体混合更加充分，不会发生生物质颗粒团聚堵塞，载气成本低，产物分布好。循环尾气作为载气，增加液体产品收率，同时增加不凝性燃气热值，提高利用价值。

技术领域

本实用新型涉及一种生物质热裂解装置，尤其是涉及一种下行式流化床生物质热解反应器。

背景技术

我国是一个农业大国，有丰富的秸秆等生物质资源，但利用率很低，大量秸秆被烧荒，浪费资源，同时加重环境污染。为了保护环境，提高生物质资源利用率，生物质热解技术成为国家鼓励推广的节能环保技术。生物质热解是指在隔绝空气的情况下快速加热，使生物质在高温下进行热裂解反应，生产生物油，同时副产生物炭和热解气。目前，实际投入使用的生物质热解技术主要有旋转锥式反应技术、真空反应技术和流化床反应技术。其中，流化床反应技术，尤其是下行式流化床反应技术，具有较高的加热速率和产油率，结构比较简单，操作方便，应用较为广泛。

中国专利CN 101481619A公开了一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺。该工艺反应装置主要由自混合下行反应器和流化床再生器等组成，快速热解和烧焦分别在不同系统进行，并通过固体热载体循环耦合，形成一个反应再生循环系统，从而保证了热解反应的连续进行和再生热量的合理利用，可生产出高质量的热解气和热解油，提高了资源利用率。然而生物质密度小、质地软、形状不规则，流化较难，易于发生团聚和堵塞。在下行式反应器中，颗粒流向与气体流向和重力方向一致，扰动小，容易造成生物质颗粒与热载体混合不均，影响反应效果。

另外，在生物质热解反应器中，为了维持反应器操作以及提高反应油气的流动速率，降低反应油气在反应器中的停留时间，减少二次裂解反应，通常需要向流化床反应器中通入气态流体，称作载气。

中国专利CN 101962563A公开了一种生物质快速热裂解制取生物油设备，包括：载气系统、进料系统、流化床反应器、旋风分离器、热蒸汽过滤器、生物燃油收集系统和传感机构及数据采集控制系统，进料系统与流化床反应器相连接，旋风分离器、热蒸汽过滤器和生物燃油收集系统依次通过管路串连连接，载气系统分别与流化床反应器、热蒸汽过滤器以及进料系统相连，若干组传感机构分别设置于流化床反应器、旋风分离器和热蒸汽过滤器的测试点，数据采集控制系统与若干传感机构相连接并采集各个测试点的温度和压力。该技术具有结构简单、实用、持续稳定进料、提高生物油品质特点。然而该技术使用氮气作为载气，成本较高，并且使用氮气做载气，热解气的分压较低，会促进二次热解反应的发生。另一方面，高温热解反应，宜在临氢的环境下进行，以减少生焦和脱氢反应，增加中间馏分产品的产率，而氮气的存在不但不能提供氢氛，还会降低氢气等轻质热解气的分压，并降低不凝性燃气热值。

由上可以看出，流化床生物质热裂解技术的难点，在于生物质颗粒与热载体快速充分混合、热解气快速导出以及改善热裂解环境。由于生物质颗粒难于流化，若不能使之与热载体快速混合，则会延长反应时间，造成部分热解气深度裂解，部分生物质热解不完全。而热解气若不能快速导出，则会增加二次裂解，影响产物分布，通常低压有利于热解气快速导出和热解反应进行，而为了防止外部空气进入系统，反应器需要维持微正压，因此需要使用载气调整系统压力和降低停留时间。然使用氮气，会大大提高生产成本。热裂解环境会影响生物质热裂解机理与热裂解进程，若不能改善热裂解环境，则会加重生焦和脱氢反应，影响产物分布。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种下行式流化床生物质热解反应器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：