生产热解产物的设备制造技术

本发明专利技术涉及生产热解产物的设备，所述设备包括：用于从原料通过快速热解形成热解产物馏分的热解反应器(2)，用于将气态热解产物馏分冷凝为主要是液体热解产物馏分的冷凝装置(3)，被设置与热解反应器连接用于形成能量部分的燃烧锅炉(1)，和用于将原料供应到热解反应器和燃烧锅炉的进料装置(5，6，22)。依据本发明专利技术，所述设备包括分离装置(4)——设置为与热解反应器充分地连接，以从热解后的气态热解产物馏分分离其它馏分(13)，和机构(13)——用于将非气态热解产物馏分的其它馏分从分离器(4)引入燃烧锅炉(1)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】生产热解产物的设备本申请是分案申请，原申请的申请日为2008年10月10日、申请号为200880120015.4 (PCT/FI2008/050567)、专利技术名称为“生产热解产物的设备”。
本专利技术涉及权利要求1的前序部分限定的生产热解产物的设备，所述设备包括:用于从原料通过快速热解形成热解产物馏分的热解反应器，用于将气态热解产物馏分冷凝为主要是液体热解产物馏分的冷凝装置，用于形成能量部分的燃烧锅炉一一热解反应器被设置为与燃烧锅炉连接，和用于将原料进料至热解反应器和燃烧锅炉的进料装置。
技术介绍
从现有技术可知，热解产物，即热解液或热解气，通过干馏与热解技术产自不同种类的生物质或有机材料，如木材、树皮、纸、稻草、废塑料、油页岩、褐煤、泥煤等。热解通常在无氧条件下、在大约300°C至800°C的温度下进行。当应用低加热速率时，热解液，例如来自干木材的木焦油，通常能够以重量计约20%到30%的量回收。当应用快速热解法时热解液的量增加。有很多已知的快速热解法用于制备热解产物和化学品。快速热解一般通过如下实施:借助可燃气体、热交换器或传热介质如沙或氧化铝基载体，引入所需的热到热解器，以在无氧热气流中加热待热解的燃料。鼓泡或沙循环流化床反应器可被用作热解器。产生的热解蒸汽被冷凝到低于150°C的温度以形成热解液。待热解的燃料例如生物质可被引至热解器之前的干燥器进行干燥，以减少所形成的热解液的含水量。通常使用的是已知的转鼓式干燥机、急骤干燥器或流化床干燥器，其通常包含燃烧气体或水蒸气作为干燥气体。也已知使用蒸汽干燥器，其中通过热沙将热引入到在流化床基础上操作的干燥器，并且其中只有水被除去。温度保持在有机化合物不排出的水平。EP公开513051 (Ensyn Technologies Inc.)描述了通过快速热解从燃料生产热解液的方法和设备，其以这样的方式进行:作为热解器进行操作的循环物质反应器包括分离的混合区和反应器区。通过使用传热沙或具有40-500 μ m平均粒度的氧化铝-二氧化硅催化剂作为传热介质，实现向燃料颗粒的传热。该方法使用无氧载气。颗粒形式的原料、无氧载气和热的传热颗粒材料在反应器的底部部分混合在一起，并且混合物被向上传输到反应器部分，在那里原料转化为产物。原料与传热材料之间的接触时间少于1.0秒。传热颗粒材料与产物馏分分离并再循环进入反应器。在该方法中，传热材料与燃料的质量比大于5:1。从现有技术也已知的是使用氧化反应器来处理从热解器中出来的沙和在热解期间产生的焦炭。在氧化反应器中，焦炭被燃烧，沙被加热并再循环入热解器。氧化反应器功率与热解器燃料功率之比通常为约1:5。这种类型的氧化反应器被设计为主要只燃烧热解期间产生的焦炭和不凝气体。因此，由于能量守恒，焦炭和不凝气体的热含量是热解器物料进料的限制因素。已知热解方法的问题是热解器中和其它装置如干燥器中需要额外燃料，以及在过程中已被蒸发的水漂向热解油。通常，例如在干燥器中蒸发的水被冷凝或引导至外部空气。当蒸发的水含有有机干馏产物时，由于环境不友好例如强烈的气味该方法的应用变得有问题。此外，已知的设备不允许以有效方式利用该方法中的不同的工艺流、副产物流(sideflow)和不期望的中间产物/终产物。而且，从同一申请人的专利FI 117512先前已知，将热解器和燃烧锅炉结合成一个组件。专利技术目的本专利技术的目的是消除上述问题，以及公开一种用以生产热解产物的新设备。
技术实现思路
依据本专利技术的设备的特征在于权利要求书中所呈现的。本专利技术基于以灵活的方式生产热解产物的设备。所述设备包括:用于从原料通过快速热解形成热解产物馏分的热解反应器，用于将气态热解产物馏分冷凝为主要是液体热解产物馏分的冷凝装置，用于形成热、电、蒸汽或气体形式的能量部分的燃烧锅炉一一热解反应器被设置为与燃烧锅炉连接，和用于将原料进料至热解反应器和燃烧锅炉的进料装置。依据本专利技术，所述设备包括至少一个分离装置，其被设置为与热解反应器充分地连接，以从热解后的气态热解产物馏分分离其它产物馏分，如固体和/或液体馏分；和机构，用于将非气态热解产物馏分的其它馏分的至少一部分，优选大部分，从分离器引入燃烧锅炉。在本上下文中，气态热解产物馏分可以指气体、蒸汽和/或气溶胶的混合物。在一个实施方式中，分离装置是旋风分离器、蒸馏器、滗析器、清洗池、浮选装置、离心机、其它提取器等。在一个实施方式中，一体化解决方案被用作分离装置，其中传统旋风分离器、冲击分离器和沉降室的组合被用于分离粗糙材料，而全填式(full-feed)旋风分离器，例如，置于旋风分离器的内管内的Cymic、Leka等，被用于分离细微物质。在一个实施方式中，两相(two-phase)分离装置--其中分开的旋风分离器被安排在彼此之内--可被用作分离装置。任何适用于本目的的已知分离装置可以被用作分离装置。在一个实施方式中，设备包括进料含固体流或该流的细馏分，S卩非气态馏分流的机构，该含固体流或该流的细馏分在分离装置之后从分离装置供应给燃烧锅炉、热解反应器，例如其进料装置。优选地，热解反应器、冷凝装置和分离装置被与燃烧锅炉充分地结合，即形成一体化组件，燃料被供应到燃烧锅炉并燃烧以产生热能，热解蒸汽在热解反应器中从生物质和/或包含挥发性物质的等效有机材料形成，并在冷凝器中冷凝为热解液，在燃烧锅炉中已形成的热能或蒸汽被回收，或者热例如以热的传热介质的形式被循环至设备的其它部分，如热解反应器。依据本专利技术，最适宜的燃料混合物被加入燃烧锅炉和热解反应器以增加燃烧和热解的效率以及热解产物的收率，并且仅有部分已在燃烧锅炉中形成的热能被弓I入热解反应器。在一个实施方式中，液体热解产物的质量通过适合的方法被监测。优选地，以具体的和预定的间隔，例如连续地，确保热解产物的质量性能满足确定的标准条件。在本专利技术的一个实施方式中，所述设备包括与冷凝装置连接的机构，其优选地以在线方式监测已被冷凝装置冷凝的液体热解产物的含水量。在一个实施方式中，液体热解产物的含水量被保持低于25%。例如，如果液体热解产物的含水量增加，可以通过调节机构升高冷凝装置的温度。在本专利技术的一个实施方式中，设备包括将不凝气体馏分从冷凝装置导入燃烧锅炉的机构。在一个实施方式中，不凝气体馏分从冷凝装置被导入安装在分离装置和燃烧锅炉之间的管。在一个可选的实施方式中，不凝气体馏分从冷凝装置被直接导入燃烧锅炉。优选地，例如来自分离器、冷凝器和/或干燥器的不凝气体，例如有气味的气体、化合物和/或其水溶液，被循环至燃烧锅炉以被燃烧。可选地，不凝气体等可以被导入化学品回收。通过将不凝气体吹入也当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产热解产物的设备，所述设备包括：‑热解反应器(2)，用于从原料通过快速热解形成热解产物馏分；‑冷凝装置(3)，用于将气态热解产物馏分冷凝为主要是液体热解产物馏分；‑燃烧锅炉(1)，用于形成能量产物馏分，所述热解反应器被设置为与所述燃烧锅炉连接；‑机构(9)，用于将在所述燃烧锅炉中加热的传热材料从所述燃烧锅炉循环至所述热解反应器；‑进料装置(5，6，22)，用于将原料进料至所述热解反应器和所述燃烧锅炉；和‑用于将载气(14)进料至所述热解反应器(2)的机构，其中所述设备包括：‑用于将包括氧的载气(14)进料至所述热解反应器(2)的机构，用于在氧存在下在所述热解反应器中进行所述热解，以便提高液体热解产物的稳定性。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·西皮拉，Y·索兰塔斯塔，P·约克拉，M·拉库，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI