[发明专利]木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置及方法

权利要求书

1.一种木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：包括木质素热解催化一体化装置、冷凝器一、冷凝器二、洗涤塔、化学品收集池、化学品泵、引风机、导热油炉、导热油余热锅炉和导热油流量调控阀，所述木质素热解催化一体化装置的催化气出气口与冷凝器一的气体入口相连，冷凝器一的气体出口与冷凝器二的气体入口相连，冷凝器二的气体出口与洗涤塔的气体入口相连，冷凝器一、冷凝器二和洗涤塔下部与化学品收集池相连，所述化学品收集池通过化学品泵与洗涤塔相连，洗涤塔的气体出口与引风机进口相连，引风机的出口与导热油炉进口相连，导热油炉的出口分2路，一路与木质素热解催化一体化装置下部的热气进口相连，另一路与导热油余热锅炉进口相连， 导热油炉的出油口与油泵和导热油流量调控阀相连，继而将导热油送入导热油余热锅炉的进油口，导热油余热锅炉的出油口与木质素热解催化一体化装置的催化裂解腔的导热油道的进口相连，且该导热油道的出口与导热油炉的进油口相连；

所述催化裂解腔的导热油道内流动的导热油用于调控催化剂催化温度，所述木质素热解催化一体化装置产生的高品质炭用于从木质素热解催化一体化装置中脱碳口排出；

所述木质素热解催化一体化装置包括进料装置、热气仓、热解腔、导热隔板、脱碳腔、催化裂解腔、搅拌装置、催化填充管、催化剂托板、导热油道和上盖板，所述热气仓的一端设有热气进口，另一端与热解腔的底部相连，所述进料装置与热解腔的下部相连，所述热解腔的上部设有热解气出气口，所述热解气出气口与脱碳腔相连，所述脱碳腔的顶部设有脱碳气出气口，所述脱碳气出气口与催化裂解腔的下部相连，所述催化裂解腔的底部与热解腔的顶部之间通过导热隔板隔开从而分隔为两个不连通的腔体，所述催化裂解腔的内部设有催化填充管和导热油道，所述催化填充管位于导热油道内侧，所述催化填充管的底部为催化剂托板，所述搅拌装置的搅拌叶片位于催化填充管的内部，所述搅拌装置上设有填充管盖板且填充管盖板盖合在催化填充管的顶部开口处，所述催化剂托板的表面和填充管盖板的表面均设有若干个气孔，所述催化裂解腔的顶部密封连接有上盖板，且催化裂解腔的上部设有用于与冷凝器一的气体入口相连的催化气出气口，所述脱碳腔的底部设有用于排出高品质炭的脱碳口。

2.根据权利要求1所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述催化裂解腔内设有热电偶，所述热电偶用于测量导热油道内流动的导热油的温度。

3.根据权利要求2所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述热解腔的腔体内壁布置有耐火砖。

4.根据权利要求3所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述热解腔的底部与热气仓相连的部分布置有锥形布气器；所述锥形布气器的锥角为45度至60度，锥面布满孔。

5.根据权利要求1所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述进料装置包括进料斗和螺旋进料器，所述进料斗与螺旋进料器相连，所述螺旋进料器与热解腔的下部相连。

6.根据权利要求1所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述搅拌装置包括电机、减速机、主轴、填充管盖板和搅拌叶片，所述电机通过减速机与主轴连接，所述主轴的中部固定连接有填充管盖板，所述主轴的中下部固定连接有搅拌叶片，所述搅拌叶片埋于催化填充管内的催化剂中；所述电机和减速机位于催化裂解腔的外部，所述主轴位于催化裂解腔的内部，所述上盖板上设有用于使搅拌装置穿出的预留孔，所述搅拌装置与预留孔的连接位置密封设置。

7.根据权利要求1所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：所述脱碳腔的中部设有细粉分离部件，所述脱碳腔底部的脱碳口与螺旋出炭器相连，所述螺旋出炭器与星型关风机相连。

8.根据权利要求1所述的木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置，其特征在于：还包括水冷系统，所述水冷系统、冷凝器一和冷凝器二相互连接为循环回路，所述水冷系统包括冷却塔、水泵和水池。

9.根据权利要求1所述的一种木质素热解催化定向制备化学品联产炭的装置的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）木质素热解、脱碳和催化：木质素通过进料装置送入热解腔内，在热解腔内发生热解反应，热解产生混合气体通过热解气出气口进入脱碳腔脱碳，脱碳后的混合气体通过脱碳气出气口被送入带有催化剂的催化裂解腔内定向催化，定期开动搅拌装置，提升催化剂的温度，清理积碳；脱碳腔产生的高品质的炭通过螺旋出炭器与星型关风机送出；

（2）化学品的收集：催化得到的混合气，送入冷凝器一和冷凝器二回收化学品，接着送入采用冷凝器一和冷凝器二收集的化学品作为洗涤液的洗涤塔再次回收化学品，冷凝器一和冷凝器二通过单独的水冷系统实现冷却功能；

（3）回收化学品后气体回用：回收化学品后的气体由引风机送入导热油炉，产生的高温烟气一部分送入木质素热解催化一体化装置的热气进口从而为热解腔提供热解所需热量和流动力，另一部分送入导热油余热锅炉内继续加热导热油，导热油通过油泵和导热油流量调控阀，先后经过导热油炉和导热油余热锅炉加热后，送入催化裂解腔的导热油道内，从而实现催化剂的温度调控。