[发明专利]生物质分级热解制备生物油和化学品的方法及装置

摘要

生物质分级热解制备生物油和化学品的方法及装置，本发明基于生物质的各主要化学组分(纤维素、半纤维素和木质素)具有不同的热分解特性，结合快速热解的技术要求，提出一种通过螺旋热解反应器、浅床流化床和深床流化床三级系统在不同温度下对生物质进行分级热解的技术方案，可分级制备出不同的产品。其中，第一级制得一定量有机酸(主要是乙酸)和醛类产品；第二级制得一定量酚类产品；由第三级制得热解气经两级旋风分离器净化和喷淋器喷淋冷凝后的得到本系统的主要产品高品质的生物油。由于分级热解最终制得的生物油具有水分及酸性物质含量低，储运稳定性好的特点。

主权项

一种生物质分级热解制备生物油和化学品的方法，包括以下工艺步骤：(一)、一级低温热解步骤：将破碎成细颗粒的生物质原料输入螺旋热解反应器中于200～280℃的热解温度下进行低温热解，产生生物质热解气和热解残焦，收集所产生的热解气进行冷凝脱水获得醛类及有机酸化学品；(二)、二级低温热解步骤：将上一步骤产生的热解残焦输入浅床流化床中于300～350℃的热解温度下进一步进行低温快速热解，浅床流化床的气流速度控制在0.1～0.5m/s，产生含小分子酚类化合物的热解气和富含纤维素及部分木质素的热解固体产物，所产生的含小分子酚类化合物的热解气通过设在浅床流化床中的内置旋风分离器进行气固分离后引入冷凝塔，热解气中的可凝气经冷凝后，获得小分子酚类化学品；(三)、三级热解步骤：将步骤(二)产生的热解固体产物由设在浅床流化床密相区中上部的固体产物出口引入深床流化床，于450～600℃温度下进行快速热解，深床流化床的气流速度控制在0.5～1.0m/s，物料在流化床中高温作用下充分热解，产生的热解气由设在深床流化床顶部的气体出口输出；(四)、高品质生物油的收集步骤：将由深床流化床顶部气体出口流出的热解气，通过旋风分离器进行脱灰净化，然后输入喷淋塔经喷淋冷凝得到高品质生物油，并储存在生物油收集罐，喷淋塔的喷淋液由油泵抽取收集于生物油收集罐中的生物油经换热器冷却后产生，循环使用；在喷淋塔中未被收集的小油滴和未被冷凝的热解气再由喷淋塔顶部的气体出口输出到热解气过滤器继续过滤收集并将收集到的生物油输入生物油收集罐；(五)、高温烟气产生步骤：将经热解气过滤器过滤后由其气体出口流出的热解气和由冷凝塔气体出口流出的未冷凝热解气以及旋风分离器的灰斗收集的热解残碳引入燃烧室充分燃烧产生的高温烟气，经脱灰净化后一部分输送到螺旋热解反应器的外加热气入口作为热解热源，一部分输送到浅床流化床和深床流化床烟气进口，作为热解热源和流化气。