[发明专利]一种生物质气炭联产反应器及其反应方法

说明书

本发明提出了一种生物质气炭联产反应器及其反应方法，包括内部若干个对称排布的下行床热解区以及从上到下依次排列且一体成型的气固分离区、活性炭活化区和二次热解反应区，所述活性炭活化区分别与气固分离区和二次热解反应区连通，所述下行床热解区的顶部穿出气固分离区设置且左右两侧对称设置有热载体进料口和原料进料口，所述下行床热解区的底部位于二次热解反应区内且与二次热解反应区内部连通，所述二次热解反应区底部设置有流化风入口，所述二次热解反应区的上部设置有活化气体入口，所述气固分离区上设置有活性炭出口，所述气固分离区内设置有旋风分离器，借此，本发明在一体化设备内部实现气炭联产，生产中热值燃气和高品质活性炭。

技术领域

本发明属于生物质利用技术领域，特别涉及一种生物质气炭联产反应器。

背景技术

目前，生物质能是可再生能源组成部分，秸秆、稻壳、果壳等均属于生物质，生物质能的开发利用为能源和生态问题的解决提供了一条新的思路，现有技术在中，对生物质原料多采取直燃发电和热解等方式进行处理，然而生物质原料的热值较低，水分含量高，大范围原料收储运成本较高，直燃发电项目受制于原料收集成本而规模较小，导致直燃发电项目效率较低，而且秸秆内含有的碱金属会随烟气腐蚀锅炉，也会造成烟气处理系统中的SCR催化剂中毒，从而使生物质电厂大气污染物的超低排放成本过高，针对此问题出现了生物质气炭联产技术，相较于直燃方式而言，不仅更为环保高效，而且还能产出生物质活性炭、燃气或蒸汽等可利用资源，一举多得，项目经济效益显著。

但是，现有技术方案中虽然对对生物质热解气化制燃气或者合成气、生物质制活性炭均有大量的研究，但是大多都是通过多个设备组合实现的，因此通过设备一体化实现气炭联产，产生具有较高热值的燃气和高品质活性炭，特再提供了一种新型气炭联产反应器及其反应方法，用于在一体化设备内部实现气炭联产，生产中热值燃气和高品质活性炭。

发明内容

本发明提出一种新型气炭联产反应器及其反应方法，用于在一体化设备内部实现气炭联产，生产处热值燃气和高品质活性炭。

本发明的技术方案是这样实现的：一种生物质气炭联产反应器，其特征在于，包括内部若干个对称排布的下行床热解区以及从上到下依次排列且一体成型的气固分离区、活性炭活化区和二次热解反应区，所述活性炭活化区分别与气固分离区和二次热解反应区连通，所述下行床热解区的顶部穿出气固分离区的顶部设置且左右两侧对称设置有热载体进料口和原料进料口，所述下行床热解区的底部位于二次热解反应区内且与二次热解反应区内部连通，所述二次热解反应区底部设置有流化风入口，所述二次热解反应区的上部设置有活化气体入口，所述气固分离区上设置有活性炭出口，所述气固分离区内设置有旋风分离器，所述旋风分离器顶部穿出气固分离区的顶部设置，所述旋风分离器的底部位于二次热解反应区内。

热载体和生物质原料颗粒分别从热载体进料口和原料进料口进入到下行床热解区内部并逐渐下落；生物质颗粒与热载体在下行床热解区内下落的过程中充分接触并发生快速热解反应生成气固混合的高温油气和生物质热解半焦及热载体的混合物；气固混合的高温油气和生物质热解半焦及热载体的混合物通过下行床热解区底部落入二次热解反应区内的鼓泡床热解区内，高温油气在鼓泡床热解区内发生二次热解生成燃气，生物质热解半焦与热载体的混合物在二次热解反应区内发生分离；活化气体从流化风入口输送到风室内，风室将活化气体输送到鼓泡床热解区内并与产生的燃气进行混合；燃气与活化气体混合后逐步从二次热解反应区流动到活性炭活化区,再从活性炭活化区流动到气固分离区；流动到气固分离区内的燃气与活化气体的混合气体经过旋风分离器的分离，产生细粉颗粒和中热值燃气，其中，中热值燃气通过中热值燃气出口排出，细粉颗粒逐步落入到二次热解反应区内；分离后热载体留在鼓泡床热解区内以鼓泡床的形式存在，生物质热解半焦从二次热解反应区流动到活性炭活化区；活化气体从活化气体入口流入到活性炭活化区，与流入到活性炭活化区内的生物质热解半焦接触活化生成活性炭；生成的活性炭从活性炭出口排出，在一个设备内即可产生活性炭又可以产生燃气，使得生物质气炭联产的实现更加方便迅速。