[发明专利]一种生物质催化热解反应的工艺

权利要求书

1.一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于: 借助于生物质连续分段催化热解反应的装置，其包括生物质的进料装置（1）、与进料装置（1）出口连接的上料装置（2）、与上料装置（2）出口连接的输入装置（3）、与输入装置（3）连接的生物质分解装置（4）、两个分别与生物质分解装置（4）下端连接的冷却罐（5）、与冷却罐（5）下端连接的固态炭收集箱（6）、设置在生物质分解装置（4）顶部的分解气输出嘴（7）、旁接在分解气输出嘴（7）出口与生物质分解装置（4）之间的稳压阀（8）、设置在稳压阀（8）上的单向阀、与分解气输出嘴（7）出口连接的第一热交换器（9）、与第一热交换器（9）出口连接的裂解器（10）、与裂解器（10）连接的第二热交换器（11）、与第二热交换器（11）连接的分离器（12）、与分离器（12）出口连接的分离油存储器（13）、与分离器（12）出口连接的氧化预热室（15）、旁接在氧化预热室（15）上的缓存器（14）、以及与氧化预热室（15）出口连接的蓄热氧化器（16）;在蓄热氧化器（16）上设置有送氧管路（17），在蓄热氧化器（16）顶部出口设置有第一气泵/鼓风机（18），第一气泵/鼓风机（18）出口通过管路插入到有机液反应池（19）的液体中，在有机液反应池（19）顶部连接有第一尾气处理器（20），第一尾气处理器（20）底部连接有第一有机液回收池（21），第一尾气处理器（20）出口连接有第二气泵/鼓风机（22），第二气泵/鼓风机（22）出口通过管路连接有无机液反应池（23）的液体中，无机液反应池（23）顶部连接有第二尾气处理器（24），第二尾气处理器（24）分别连接有无机液回收池（25）与尾气预冷器（26），尾气预冷器（26）出口连接有尾气检测器（27），尾气检测器（27）出口连接有尾气冷却罐（28），尾气冷却罐（28）出口连接有尾气排气出口（29）；

进料装置（1）包括进料壳体（30）、设置在进料壳体（30）左侧壁的进料总进料口（31）、设置在进料总进料口（31）处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体（30）内且左下端与进料总进料口（31）右端口对应且右上端与进料壳体（30）顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板（32）、设置在进料第一导向斜板（32）右侧且上端安装在进料壳体（30）顶部的进料第二导向挡板（33）、设置在进料第一导向斜板（32）下方的进料下收集室（34）、左下端设置在进料第二导向挡板（33）下方的进料斜向底板（35）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料壳体（30）左侧壁之间且底部与进料下收集室（34）连通且下部与进料总进料口（31）连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道（38）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料斜向底板（35）之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室（34）连通且右上端位于进料第二导向挡板（33）右侧且呈V型结构的进料折返通道（39）、左端与进料折返通道（39）右上端出口连通的进料中间通道（40）、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道（40）右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口（36）、上端与进料喇叭口（36）的大端出口连通的进料下降通道（41）、倾斜设置在进料喇叭口（36）的大端出口右侧上方且位于进料下降通道（41）正上方进料壳体（30）上的进料排气嘴（44）、以及倾斜设置在进料排气嘴（44）下端进口处的进料排气网板（43）；

上料装置（2）包括位于进料下降通道（41）正下方的上料下挡阀（45）、以及设置在上料下挡阀（45）下方的上料下出口（46）；

输入装置（3）包括设置在上料下出口（46）下方的输入密封腔体（48）、以及设置在输入密封腔体（48）上下两端的输入上密封板（47）与输入下密封板（49）；

在进料上升通道（38）左侧壁上设置有进料增速吹嘴（37），在进料排气网板（43）对应的进料壳体（30）左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴（42）；

生物质分解装置（4）包括设置在输入装置（3）下方的分解壳体（50）、水平设置在分解壳体（50）中的分解圆矩形传送带（51）、设置在两侧的分解圆矩形传送带（51）矩形段两侧边上的分解侧挡板（52）、设置在两分解侧挡板（52）之间且位于分解圆矩形传送带（51）矩形段处的分解送料通道（53）、在分解侧挡板（52）顶部之间连接有分解通道顶板（62）、在分解通道顶板（62）下方且在分解送料通道（53）正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器（63）、设置在分解通道顶板（62）下方且设置在相邻的分解加热器（63）之间的分解隔板（64）、倾斜横跨过分解圆矩形传送带（51）上且一端与位于分解圆矩形传送带（51）内侧的分解侧挡板（52）输出端连接的横分解出料挡板（54）、位于横分解出料挡板（54）出口下方的分解输出通道（55）、设置在分解输出通道（55）中部的分解出料阀（56）、设置在分解输出通道（55）下出口处的分解出料口（57）、分解清理活塞杆（59）沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道（55）中的分解清理气缸（58）、根部铰接在分解清理活塞杆（59）端部的分解清理挡板架（60）、以及设置在分解清理挡板架（60）上的分解清理扒爪（61）；

其包括以下步骤：

步骤一，搭建生物质连续分段催化热解反应的装置，该装置包括生物质的进料装置（1）、与进料装置（1）出口连接的上料装置（2）、与上料装置（2）出口连接的输入装置（3）、与输入装置（3）连接的生物质分解装置（4）、两个分别与生物质分解装置（4）下端连接的冷却罐（5）、与冷却罐（5）下端连接的固态炭收集箱（6）、设置在生物质分解装置（4）顶部的分解气输出嘴（7）、旁接在分解气输出嘴（7）出口与生物质分解装置（4）之间的稳压阀（8）、设置在稳压阀（8）上的单向阀、与分解气输出嘴（7）出口连接的第一热交换器（9）、与第一热交换器（9）出口连接的裂解器（10）、与裂解器（10）连接的第二热交换器（11）、与第二热交换器（11）连接的分离器（12）、与分离器（12）出口连接的分离油存储器（13）、与分离油存储器（13）出口连接的氧化预热室（15）、旁接在氧化预热室（15）上的缓存器（14）、以及与氧化预热室（15）出口连接的蓄热氧化器（16）；

步骤二，首先，生物质物料通过文丘里管路送到进料上升通道（38）中，并打在进料第一导向斜板（32）左端斜面上，经过进料第二导向挡板（33）后，依次通过进料折返通道（39）、进料中间通道（40）送出到进料喇叭口（36）；然后，通过进料喇叭口（36）大端出口减速，下沉落入到进料下降通道（41）中，同时，气流通过进料排气嘴（44）排出；

步骤三，首先，当进料下降通道（41）存储的生物质物料达到预设重量后，上料下挡阀（45）打开，生物质物料落到上料下出口（46）中；然后，上料下挡阀（45）闭合；其次，输入上密封板（47）打开，生物质物料落到输入密封腔体（48）中；再次，输入上密封板（47）闭合；

步骤四， 首先，输入下密封板（49）打开，生物质物料落到循环传送的分解圆矩形传送带（51）的两个矩形段的始端；然后，在分解送料通道（53）中前行到横分解出料挡板（54）处，同时，分解加热器（63）对生物质物料进行分段热解与保温炭化；其次，炭化物料通过横分解出料挡板（54）落入到分解输出通道（55），同时，热解气体通过分解气输出嘴（7）输出;

对于炭化物料执行步骤五， 步骤五，首先，分解出料阀（56）打开，同时，分解清理气缸（58）驱动分解清理活塞杆（59）带动分解清理扒爪（61）将炭化物料输送至冷却罐（5）；然后，冷却罐（5）中的螺杆推送器将冷却后的炭化物料送至固态炭收集箱（6）;

对于热解气体执行步骤六；步骤六，首先，热解气体通过第一热交换器（9）进入裂解器（10）进行催化裂解；然后，裂解气体通过第二热交换器（11）进入分离器（12）进行油气分离；其次，分离油液进入到分离油存储器（13），分离气体进入到氧化预热室（15）并通过缓存器（14）进行暂存；再次，氧化预热室（15）内的分离气体进入蓄热氧化器（16）氧化，并通过送氧管路（17）控制氧气供给量;

步骤七，首先，第一气泵/鼓风机（18）将燃烧后气体送给有机液反应池（19）进行一次净化处理；然后，净化气体通过第一尾气处理器（20）二次处理，同时通过第一尾气处理器（20）中的离心机将有机液回收到第一有机液回收池（21）；其次，第二气泵/鼓风机（22）将离心气体通入无机液反应池（23）中进行三次净化处理，净化气体进入第二尾气处理器（24）；再次，第二尾气处理器（24）中的离心机将无机液回收到无机液回收池（25）中，离心气体进入尾气预冷器（26）预热；最后，预热气体通过尾气检测器（27）、尾气冷却罐（28）后通过尾气排气出口（29）排出;

在步骤一中，在蓄热氧化器（16）上设置有送氧管路（17），在蓄热氧化器（16）顶部出口设置有第一气泵/鼓风机（18），第一气泵/鼓风机（18）出口通过管路插入到有机液反应池（19）的液体中，在有机液反应池（19）顶部连接有第一尾气处理器（20），第一尾气处理器（20）底部连接有第一有机液回收池（21），第一尾气处理器（20）出口连接有第二气泵/鼓风机（22），第二气泵/鼓风机（22）出口通过管路连接有无机液反应池（23）的液体中，无机液反应池（23）顶部连接有第二尾气处理器（24），第二尾气处理器（24）分别连接有无机液回收池（25）与尾气预冷器（26），尾气预冷器（26）出口连接有尾气检测器（27），尾气检测器（27）出口连接有尾气冷却罐（28），尾气冷却罐（28）出口连接有尾气排气出口（29）；

第一尾气处理器（20）、第二尾气处理器（24）为离心分离机。

2.一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于: 借助于生物质连续分段催化热解反应的装置，其包括生物质的进料装置（1）、与进料装置（1）出口连接的上料装置（2）、与上料装置（2）出口连接的输入装置（3）、与输入装置（3）连接的生物质分解装置（4）、两个分别与生物质分解装置（4）下端连接的冷却罐（5）、与冷却罐（5）下端连接的固态炭收集箱（6）、设置在生物质分解装置（4）顶部的分解气输出嘴（7）、旁接在分解气输出嘴（7）出口与生物质分解装置（4）之间的稳压阀（8）、设置在稳压阀（8）上的单向阀、与分解气输出嘴（7）出口连接的第一热交换器（9）、与第一热交换器（9）出口连接的裂解器（10）、与裂解器（10）连接的第二热交换器（11）、与第二热交换器（11）连接的分离器（12）、与分离器（12）出口连接的分离油存储器（13）、与分离器（12）出口连接的氧化预热室（15）、旁接在氧化预热室（15）上的缓存器（14）、以及与氧化预热室（15）出口连接的蓄热氧化器（16）;在蓄热氧化器（16）上设置有送氧管路（17），在蓄热氧化器（16）顶部出口设置有第一气泵/鼓风机（18），第一气泵/鼓风机（18）出口通过管路插入到有机液反应池（19）的液体中，在有机液反应池（19）顶部连接有第一尾气处理器（20），第一尾气处理器（20）底部连接有第一有机液回收池（21），第一尾气处理器（20）出口连接有第二气泵/鼓风机（22），第二气泵/鼓风机（22）出口通过管路连接有无机液反应池（23）的液体中，无机液反应池（23）顶部连接有第二尾气处理器（24），第二尾气处理器（24）分别连接有无机液回收池（25）与尾气预冷器（26），尾气预冷器（26）出口连接有尾气检测器（27），尾气检测器（27）出口连接有尾气冷却罐（28），尾气冷却罐（28）出口连接有尾气排气出口（29）；

进料装置（1）包括进料壳体（30）、设置在进料壳体（30）左侧壁的进料总进料口（31）、设置在进料总进料口（31）处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体（30）内且左下端与进料总进料口（31）右端口对应且右上端与进料壳体（30）顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板（32）、设置在进料第一导向斜板（32）右侧且上端安装在进料壳体（30）顶部的进料第二导向挡板（33）、设置在进料第一导向斜板（32）下方的进料下收集室（34）、左下端设置在进料第二导向挡板（33）下方的进料斜向底板（35）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料壳体（30）左侧壁之间且底部与进料下收集室（34）连通且下部与进料总进料口（31）连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道（38）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料斜向底板（35）之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室（34）连通且右上端位于进料第二导向挡板（33）右侧且呈V型结构的进料折返通道（39）、左端与进料折返通道（39）右上端出口连通的进料中间通道（40）、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道（40）右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口（36）、上端与进料喇叭口（36）的大端出口连通的进料下降通道（41）、倾斜设置在进料喇叭口（36）的大端出口右侧上方且位于进料下降通道（41）正上方进料壳体（30）上的进料排气嘴（44）、以及倾斜设置在进料排气嘴（44）下端进口处的进料排气网板（43）；

上料装置（2）包括位于进料下降通道（41）正下方的上料下挡阀（45）、以及设置在上料下挡阀（45）下方的上料下出口（46）；

输入装置（3）包括设置在上料下出口（46）下方的输入密封腔体（48）、以及设置在输入密封腔体（48）上下两端的输入上密封板（47）与输入下密封板（49）；

在进料上升通道（38）左侧壁上设置有进料增速吹嘴（37），在进料排气网板（43）对应的进料壳体（30）左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴（42）；

生物质分解装置（4）包括设置在输入装置（3）下方的分解壳体（50）、水平设置在分解壳体（50）中的分解圆矩形传送带（51）、设置在两侧的分解圆矩形传送带（51）矩形段两侧边上的分解侧挡板（52）、设置在两分解侧挡板（52）之间且位于分解圆矩形传送带（51）矩形段处的分解送料通道（53）、在分解侧挡板（52）顶部之间连接有分解通道顶板（62）、在分解通道顶板（62）下方且在分解送料通道（53）正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器（63）、设置在分解通道顶板（62）下方且设置在相邻的分解加热器（63）之间的分解隔板（64）、倾斜横跨过分解圆矩形传送带（51）上且一端与位于分解圆矩形传送带（51）内侧的分解侧挡板（52）输出端连接的横分解出料挡板（54）、位于横分解出料挡板（54）出口下方的分解输出通道（55）、设置在分解输出通道（55）中部的分解出料阀（56）、设置在分解输出通道（55）下出口处的分解出料口（57）、分解清理活塞杆（59）沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道（55）中的分解清理气缸（58）、根部铰接在分解清理活塞杆（59）端部的分解清理挡板架（60）、以及设置在分解清理挡板架（60）上的分解清理扒爪（61）。

其包括以下步骤：

步骤一，搭建生物质连续分段催化热解反应的装置，该装置包括生物质的进料装置（1）、与进料装置（1）出口连接的上料装置（2）、与上料装置（2）出口连接的输入装置（3）、与输入装置（3）连接的生物质分解装置（4）、两个分别与生物质分解装置（4）下端连接的冷却罐（5）、与冷却罐（5）下端连接的固态炭收集箱（6）、设置在生物质分解装置（4）顶部的分解气输出嘴（7）、旁接在分解气输出嘴（7）出口与生物质分解装置（4）之间的稳压阀（8）、设置在稳压阀（8）上的单向阀、与分解气输出嘴（7）出口连接的第一热交换器（9）、与第一热交换器（9）出口连接的裂解器（10）、与裂解器（10）连接的第二热交换器（11）、与第二热交换器（11）连接的分离器（12）、与分离器（12）出口连接的分离油存储器（13）、与分离油存储器（13）出口连接的氧化预热室（15）、旁接在氧化预热室（15）上的缓存器（14）、以及与氧化预热室（15）出口连接的蓄热氧化器（16）；

步骤二，首先，生物质物料通过文丘里管路送到进料上升通道（38）中，并打在进料第一导向斜板（32）左端斜面上，经过进料第二导向挡板（33）后，依次通过进料折返通道（39）、进料中间通道（40）送出到进料喇叭口（36）；然后，通过进料喇叭口（36）大端出口减速，下沉落入到进料下降通道（41）中，同时，气流通过进料排气嘴（44）排出；

步骤三，首先，当进料下降通道（41）存储的生物质物料达到预设重量后，上料下挡阀（45）打开，生物质物料落到上料下出口（46）中；然后，上料下挡阀（45）闭合；其次，输入上密封板（47）打开，生物质物料落到输入密封腔体（48）中；再次，输入上密封板（47）闭合；

步骤四， 首先，输入下密封板（49）打开，生物质物料落到循环传送的分解圆矩形传送带（51）的两个矩形段的始端；然后，在分解送料通道（53）中前行到横分解出料挡板（54）处，同时，分解加热器（63）对生物质物料进行分段热解与保温炭化；其次，炭化物料通过横分解出料挡板（54）落入到分解输出通道（55），同时，热解气体通过分解气输出嘴（7）输出;

在步骤一中，在蓄热氧化器（16）上设置有送氧管路（17），在蓄热氧化器（16）顶部出口设置有第一气泵/鼓风机（18），第一气泵/鼓风机（18）出口通过管路插入到有机液反应池（19）的液体中，在有机液反应池（19）顶部连接有第一尾气处理器（20），第一尾气处理器（20）底部连接有第一有机液回收池（21），第一尾气处理器（20）出口连接有第二气泵/鼓风机（22），第二气泵/鼓风机（22）出口通过管路连接有无机液反应池（23）的液体中，无机液反应池（23）顶部连接有第二尾气处理器（24），第二尾气处理器（24）分别连接有无机液回收池（25）与尾气预冷器（26），尾气预冷器（26）出口连接有尾气检测器（27），尾气检测器（27）出口连接有尾气冷却罐（28），尾气冷却罐（28）出口连接有尾气排气出口（29）；

第一尾气处理器（20）、第二尾气处理器（24）为离心分离机。