一种生物质快速热解提质净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种生物质快速热解提质净化装置，其装置包括多功能反应器、热解催化剂分级分离系统、提质催化剂分级分离系统、热解催化剂再生器、提质催化剂再生器和产物冷凝分离器。该装置使得生物质能够在一个反应器中同时实现热解、提质与净化的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质快速热解提质净化装置
本技术属于能源利用领域，具体涉及一种生物质快速热解提质净化装置。
技术介绍
解决能源问题对于世界经济增长具有重大的战略意义。煤炭、石油和天然气等化石燃料的长期使用，造成了严重的环境污染和温室效应。此外，化石燃料为不可再生能源，从长远看液体燃料短缺将成为困扰人类发展的大问题。生物质能是唯一可转化为液体燃料的一种可再生能源。鉴于生物质分布分散，形态各异，能量密度低以及受季节限制的原因，现有技术中采用生物质热化学液化，将生物质部分或全部转化为能量密度大、易于存贮和运输的液体燃料。该方法不存在产品规模和消费地域限制，是环境友好性、最有希望的石油替代品。因此，生物质快速热解技术将是本世纪最有工业化发展潜力的技术，是国内外生物质液化研究和开发的重点和热点。然而，现有技术中生物质快速热解液化的热解油品质较差，缺少高附加值、大用量的利用途径。由于生物重油粘度高、含氧量高、极性强、热值低、酸度高、腐蚀强、极易聚合、稳定性差等缺陷，必须进行精制改性。此外，生成的液体燃料中含有细灰，也制约了生物质燃料油的使用。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种生物质快速热解提质净化装置，使得生物质能够在一个反应器中同时实现热解、提质与净化的功能。本技术针对上述的技术问题所提供的技术方案为：一种生物质快速热解提质净化装置，包括多功能反应器、热解催化剂分级分离系统、提质催化剂分级分离系统、热解催化剂再生器、提质催化剂再生器和产物冷凝分离器；所述多功能反应器包括混合升温区，设置在混合升温区下端的热解反应区以及位于热解反应区侧端的提质过滤区；所述热解反应区与提质过滤区通过第一格栅分开；所述混合升温区顶部设有物料进口和第一催化剂进口；所述热解反应区下部设有返料阀，并通过第一返料器与热解催化剂再生器连接；所述提质过滤区顶部设有第二催化剂进口，下部设有调节阀，侧部设有气相产物出口；所述提质过滤区与气相产物出口通过第二格栅分开，气相产物出口与产物冷凝分离器连接，调节阀与提质催化剂再生器进口连接；所述第一催化剂进口与热解催化剂分级分离系统连接，所述第二催化剂进口与提质催化剂分级分离系统连接；所述热解催化剂再生器出口与热解催化剂分级分离系统进口连接，所述提质催化剂再生器出口与提质催化剂分级分离系统进口连接。上述的技术方案中，生物质由物料进口进入，而热解催化剂由第一催化剂进口进入，两者通过相互碰撞在混合升温区实现快速混合升温，并迅速进入热解反应区开始剧烈反应，热解反应区生成的气相产物经过第一格栅进入提质过滤区，与提质过滤区中的提质催化剂接触进行提质净化，其中提质过滤区中的提质催化剂由第二催化剂进口进入。同时，提质过滤区也起到了过滤气相产物中粉尘的作用，气相产物携带的粉尘颗粒被提质过滤区的提质催化剂过滤并随之下移排出。提质过滤区的宽度和提质催化剂的粒度等决定了由热解反应区生成的气相产物在提质过滤区的停留时间。反应结束后，热解催化剂及未完全反应的半焦通过第一返料器进入热解催化剂再生器内进行再生处理，之后进入热解催化剂分级分离系统，分离后的热解催化剂根据不同粒径分别进入多功能反应器、第二返料阀或外排；而反应后的提质催化剂则进入提质催化剂再生器内进行再生处理，之后进入提质催化剂分级分离系统，分离后的提质催化剂根据不同粒径分别进入多功能反应器或外排；此外，气相产物经过气相产物出口最终进入产物冷凝分离器进行分离，最终得到生物气、木醋液、生物轻油和生物重油等。优选的，所述第一催化剂进口竖直设置于混合升温区顶部；所述物料进口包括二个，分别倾斜设置于混合升温区顶部。进一步优选，所述二个物料进口对称设置在混合升温区顶部，且物料进口与第一催化剂进口的夹角为15-75°。优选的，所述热解催化剂分级分离系统由三级旋风分离器串联组成，上一级旋风分离器的出口与下一级旋风分离器进口连接；所述第一级旋风分离器的灰斗与混合升温区顶部的第一催化剂进口连接，所述第二级旋风分离器的灰斗通过第二返料器与热解催化剂再生器连接，所述第三级旋风分离器的灰斗和出口分别外排。通过热解催化剂分级分离系统，可以将经过热解催化剂再生器再生处理后的热解催化剂按颗粒粒径分为3个区间分别投入不同工段，分别为第一级旋风分离器分离下粒径大于0.5mm的热解催化剂用于快速热解反应，第二级旋风分离器分离出0.1-0.5mm的热解催化剂用于维持工艺热循环，第三级旋风分离器分离出小于0.1mm的催化剂外排。优选的，所述提质催化剂分级分离系统由二级旋风分离器串联组成，上一级旋风分离器的出口与下一级旋风分离器进口连接；所述第四级旋风分离器的灰斗与提质过滤区顶部的第二催化剂进口连接，所述第五级旋风分离器的灰斗和出口分别外排。通过提质催化剂分级分离系统，可以将经过提质催化剂再生器再生处理后的提质催化剂按颗粒粒径分为2个区间分别投入不同工段，分别为第四级旋风分离器分离下粒径大于0.5mm的提质催化剂用于提质过滤反应，第五级旋风分离器分离出小于0.5mm的提质催化剂外排。优选的，所述热解催化剂再生器内设有取热器。该设置能够有效地利用由未完全反应的生物质半焦生成的热量，可以为热解反应提供热量。优选的，所述混合升温区设有若干物料混合板；所述物料混合板的形状为三菱柱，相互之间平行设置且分层错位排列。进一步优选，所述物料混合板的层数为2-8层。优选的，所述物料混合板的横截面为等腰三角形，顶角范围为45-120°。优选的，所述热解反应区为流化床，催化剂为Al2O3，反应温度为600-800℃，催化剂靠重力下落到返料阀，返料阀应具有自密封功能。优选的，所述提质过滤区为移动床，催化剂为Ni基催化剂，提质过滤区温度为400-600℃，催化剂下落速度通过调节下部的调节阀来控制。优选的，所述热解催化剂再生器为流化床，温度为700-950℃。优选的，所述提质催化剂再生器为流化床，温度为400-650℃。优选的，所述第一格栅由倒V字形格栅板间隔排列组成；所述倒V字形格栅板为不对称结构，位于热解反应区一侧板边与竖直方向的夹角小于位于提质过滤区一侧板边与竖直方向的夹角。优选的，位于热解反应区一侧板边与竖直方向的夹角范围为15-45°；位于提质过滤区一侧板边与竖直方向的夹角范围为15-75°。优选的，所述倒V字形格栅板位于热解反应区一侧板边的底部位置低于下一层倒V字形格栅板的顶部位置；所述倒V字形格栅板位于提质过滤区一侧板边的底部位置齐平于下一层倒V字形格栅板的顶部位置。优选的，所述倒V字形格栅板之间的间隔距离小于热解反应区中热解催化剂的粒径。优选的，所述第二格栅由一字形格栅板间隔排列组成；所述一字形格栅板与竖直方向的夹角范围为15-45°。优选的，所述一字形格栅板的底部位置低于下一层一字形格栅板的顶部位置。优选的，所述一字形格栅板的间隔距离小于提质过滤区中提质催化剂的粒径。优选的，所述提质过滤区包括二个，分别对称设置于热解反应区两侧。优选的，所述提质催化剂再生器包括流化床烧焦器和还原罐。从提质过滤区流出的提质催化剂反应失活后返回提质催化剂再生器中的流化床烧焦器再经过还原罐还原后，经过提质催化剂分级分离系统再次被送入提质过滤区内，如此循环。同现有技术相比，本技术的有益效果体现在：(1)本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质快速热解提质净化装置，其特征在于，包括多功能反应器、热解催化剂分级分离系统、提质催化剂分级分离系统、热解催化剂再生器、提质催化剂再生器和产物冷凝分离器；所述多功能反应器包括混合升温区，设置在混合升温区下端的热解反应区以及位于热解反应区侧端的提质过滤区；所述热解反应区与提质过滤区通过第一格栅分开；所述混合升温区顶部设有物料进口和第一催化剂进口；所述热解反应区下部设有返料阀，并通过第一返料器与热解催化剂再生器连接；所述提质过滤区顶部设有第二催化剂进口，下部设有调节阀，侧部设有气相产物出口；所述提质过滤区与气相产物出口通过第二格栅分开，气相产物出口与产物冷凝分离器连接，调节阀与提质催化剂再生器进口连接；所述第一催化剂进口与热解催化剂分级分离系统连接，所述第二催化剂进口与提质催化剂分级分离系统连接；所述热解催化剂再生器出口与热解催化剂分级分离系统进口连接，所述提质催化剂再生器出口与提质催化剂分级分离系统进口连接。

【技术特征摘要】
1.一种生物质快速热解提质净化装置，其特征在于，包括多功能反应器、热解催化剂分级分离系统、提质催化剂分级分离系统、热解催化剂再生器、提质催化剂再生器和产物冷凝分离器；所述多功能反应器包括混合升温区，设置在混合升温区下端的热解反应区以及位于热解反应区侧端的提质过滤区；所述热解反应区与提质过滤区通过第一格栅分开；所述混合升温区顶部设有物料进口和第一催化剂进口；所述热解反应区下部设有返料阀，并通过第一返料器与热解催化剂再生器连接；所述提质过滤区顶部设有第二催化剂进口，下部设有调节阀，侧部设有气相产物出口；所述提质过滤区与气相产物出口通过第二格栅分开，气相产物出口与产物冷凝分离器连接，调节阀与提质催化剂再生器进口连接；所述第一催化剂进口与热解催化剂分级分离系统连接，所述第二催化剂进口与提质催化剂分级分离系统连接；所述热解催化剂再生器出口与热解催化剂分级分离系统进口连接，所述提质催化剂再生器出口与提质催化剂分级分离系统进口连接。2.根据权利要求1所述的生物质快速热解提质净化装置，其特征在于，所述热解催化剂分级分离系统由三级旋风分离器串联组成，上一级旋风分离器的出口与下一级旋风分离器进口连接；第一级旋风分离器的灰斗与混合升温区顶部的第一催化剂进口连接，第二级旋风分离器的灰斗通过第二返料器与热解催化剂再生器连接，第三级旋风分离器的灰斗和出口分别外排。3.根据权利要求1所述的生物质快速热解提质净化装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢艺，盖希坤，乔英云，吕鹏，张良佺，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33