[发明专利]一种差速磨辊式生物质快速催化热解的装置与方法

权利要求书

1.一种差速磨辊式生物质快速催化热解装置，包括料斗(1)、进料系统(2)、差速磨辊式热解反应器(3)、气固分离系统(4)、热解气冷凝系统(5)、可燃气储罐(6)、生物油收集箱(7)、集炭箱(8)、燃烧系统(9)、热交换系统(10)和熔盐循环系统(11)；所述差速磨辊式热解反应器(3)包括低速辊轴(301)、高速辊轴(302)、进料口(303)、气体出口(304)、密闭外壳(305)、出料口(306)、高温熔盐换热管(307)、驱动装置(308)、齿轮传动装置(309)、磨盘(310)、保温烟道(311)和保温层(312)；

料斗(1)的出口与进料系统(2)的物料入口相连；进料系统(2)的物料出口与差速磨辊式热解反应器(3)上方的进料口(303)相连；差速磨辊式热解反应器(3)下方的出料口(306)与集炭箱(8)的入口相连，侧上方的气体出口(304)与气固分离系统(4)的入口相连；气固分离系统(4)下方的固体出口与集炭箱(8)的入口相连，上方的气体出口与热解气冷凝系统(5)的入口相连；热解气冷凝系统(5)的液相出口与生物油收集箱(7)的入口相连，气相出口分为三路：第一路与可燃气储罐(6)相连，第二路与燃烧系统(9)的燃烧器相连，第三路与差速磨辊式热解反应器(3)的载气入口相连；集炭箱(8)的出口与燃烧系统(9)的燃烧器相连；燃烧系统(9)的热烟气出口与热交换系统(10)以及保温烟道(311)的烟气入口相连；热交换系统(10)以及保温烟道(311)的烟气出口与净化装置相连；热交换系统(10)的熔盐出口与差速磨辊式热解反应器(3)中高温熔盐换热管(307)的入口相连；高温熔盐换热管(307)的出口经由熔盐循环系统(11)与热交换系统(10)的熔盐入口相连；

一对磨辊由低速辊轴(301)和高速辊轴(302)组成，两辊轴以一定的转速差相向转动，辊轴表面交错装有环形磨盘(310)，磨盘边缘磨尖；辊轴一端开口，为空心结构；固定在密闭外壳(305)法兰盘上的高温熔盐换热管(307)，从该开口处伸入辊体内部，换热管与辊体不接触，由反应器外部结构支撑；辊轴另一端封闭，为实心轴，整个磨辊由位于反应器外部上的两个轴承支撑，而另一侧悬空不与密闭外壳(305)接触；高速辊轴(302)与驱动装置(308)相连，低速辊轴(301)通过齿轮传动装置(309)跟随高速辊轴(302)转动；两辊轴与密闭外壳(305)的连接处设置有两层密封措施，第一层由耐高温填料密封，然后在其外部布置迷宫密封作为第二层密封；往迷宫密封的腔体中通入少量氮气作为保护气，在密封结构处建立微正压。

2.根据权利要求1所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述低速辊轴(301)和高速辊轴(302)的直径为50-300mm，倾斜0-10°并排放置。

3.根据权利要求1所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述齿轮传动装置(309)的传动比为1-5。

4.根据权利要求1所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述磨盘(310)的外径为100-500mm，厚度为10-30mm，边缘尖角为30-45°，在辊轴上间隔布置，保证两辊轴上交叉磨盘间的间隙为1-10mm。

5.根据权利要求4所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述磨盘(310)表面沿径向设置凹层，每层最大宽度小于10mm，用于作为催化层或摩擦层。

6.根据权利要求5所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述的催化层为在磨盘(310)凹层中负载坚硬催化剂，摩擦层为对金属磨盘(310)盘面进行喷砂处理或涂制高粗糙度的摩擦涂料。

7.根据权利要求1所述的差速磨辊式生物质快速催化热解装置，其特征在于：所述的熔盐循环系统(11)使用熔盐液下泵或熔盐轴流泵。