[发明专利]一种生物质热解装置

说明书

本发明公开了一种生物质热解装置，包括回转式热解炉，回转式热解炉的进料端上设有进气口且连接有生物质螺旋进料装置，回转式热解炉的出料端连接有产物收集装置；回转式热解炉包括热解炉体以及设置于热解炉体上的加热套和变径回转炉管，加热套包裹在变径回转炉管的外部；变径回转炉管包括前部进料端、中间反应段以及后部出料端，中间反应段为中间大两端渐小的变径结构，中间反应段内填充有球形强化混合介质。本发明能使生物质集中在变径回转炉管的恒温区反应，同时倾斜的炉管内壁可以使球形强化混合介质和生物质的轴向及纵向运动更加剧烈，增大了接触面积和研磨效果，从而有效抑制了装置内部的结焦。

技术领域

本发明涉及生物质热解技术领域，具体涉及一种生物质热解装置。

背景技术

生物质能就是一种环保型的替代能源，它是以生物质为载体，将太阳能变成化学能储存在生物质中，具有对环境友好的特点。

热解是生物质利用较有前景的方法之一，主要通过热解来获得生物炭、裂解气和生物油，但是用于生物质热解的装置设备存在着能量利用率不高，热解不完全等问题。普通的等径回转炉在转动时，因为没有横向的阻力，原料会偏离恒温区，导致反应效果较差。为此，许多研究人员对反应器进行了改进，例如：在等径管的两端放置石英棉，从而控制原料与催化剂固定在恒温区；通过添加隔板使物料尽可能位于恒温区反应；将物料放入小舟中，再将小舟推至恒温区，以此来达到目的。然而，这样的方式方法，将炉管内部变得十分复杂，且效果并未达到预期，同时也会限制炉管的运动。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生物质热解装置，采用球型强化混合介质对物料进行研磨，进一步提高反应效果和产率，整体装置简单，易于工业放大。该生物质热解装置的主要目的是，利用变径回转炉管的内径大小变化，使物料能集中在恒温区进行反应，并且可以通过改变炉管内壁的倾斜角度，从而改变恒温区的大小，同时还能改变物料的混动程度，以此来适应恒温区位置不同的加热套和不同的生产要求，同时球形强化混合介质的加入可以增强混动程度，有效防止了装置内部的结焦问题。

所述的一种生物质热解装置，包括回转式热解炉，回转式热解炉的进料端上设有进气口且连接有生物质螺旋进料装置，回转式热解炉的出料端连接有产物收集装置；所述回转式热解炉包括热解炉体以及设置于热解炉体上的加热套和变径回转炉管，加热套包裹在变径回转炉管的外部；其中，变径回转炉管包括前部进料端、中间反应段以及后部出料端，所述中间反应段为中间大两端渐小的变径结构，中间反应段内填充有球形强化混合介质。

所述的一种生物质热解装置，其特征在于在所述中间反应段加入球形强化混合介质，球形强化混合介质材质采用不锈钢珠或γ-Al₂O₃珠，直径为1-5mm；球形强化混合介质填充量为中间反应段内容量的1%-50%，优选为3~10%。

所述的一种生物质热解装置，其特征在于所述中间反应段由中间最大管径处为起点，两端渐小并最终分别与前部进料端和后部出料端交接的内壁都有倾斜角度，中间反应段前端倾斜内壁与水平线的夹角为15~30°，中间反应段后端倾斜内壁与水平线的夹角为8~12°；所述前部进料端的管径与中间反应段的中间最大管径之比在0.1-0.9之间，优选为0.25~0.35，进一步优选为0.3；后部出料端的管径与中间反应段的中间最大管径之比在0.1-0.9之间，优选为0.55~0.65，进一步优选为0.6。

所述的一种生物质热解装置，其特征在于所述进气口通过氮气流量计连接有氮气瓶，在进料前先通过进气口通入氮气，对空气进行置换，使后续热解在该气体的气氛下进行。热解反应的温度在400-700℃，优选550℃。

所述的一种生物质热解装置，其特征在于所述变径回转炉管的前部进料端和后部出料端都有旋转密封装置，由此保证反应氛围为所通气体。