一种生物质与液化残渣热解的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质与液化残渣热解的系统和方法。该系统包括混合成型单元、共热解单元、液化残渣除尘单元以及电石生产单元；混合成型单元包括生物质入口、液化残渣入口和型球出口；共热解单元包括型球入口、热解油气出口以及混合半焦出口；液化残渣除尘单元设有热解气入口、除尘气出口以及含尘液化残渣出口；电石生产单元设置有混合半焦入口、生石灰入口、富氧气体喷嘴、电石炉气出口以及电石出口。本发明专利技术提供的系统和方法利用液态的液化残渣对生物质热解所得的热解气进行除尘，并循环利用含尘液化残渣使其与生物质混合共热解制备混合半焦，并利用混合半焦的显热制备电石，实现其高价值利用和系统节能。

System and method for pyrolysis of biomass and liquefaction residue

The invention discloses a system and a method for pyrolysis of biomass and liquefied residues. The system includes the co pyrolysis of mixed molding unit, unit, unit and production of calcium carbide residue removal unit; mixing molding unit including biomass liquefaction residue, entrance entrance and exit ball; CO pyrolysis unit includes a ball entrance, pyrolysis oil and gas exports and export mixed semi coke; liquefaction residue dust removal unit is provided with a pyrolysis gas, dust and gas entrance export and export of dust residue; calcium carbide production unit set with a mixture of semi coke, lime, entrance entrance oxygen enriched gas nozzle, export and export of calcium carbide furnace gas. Systems and methods are provided by using the liquid pyrolysis liquefaction residue on biomass pyrolysis from dust, dust and recycling the liquefaction residue mixed with biomass pyrolysis for preparing mixed semi coke and semi coke, using mixed heat preparation of calcium carbide, realize the high value utilization and energy saving system.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质与液化残渣热解的系统和方法
本专利技术属于化工
，尤其涉及一种生物质与液化残渣热解的系统和方法。
技术介绍
生物质是一种可再生能源，净增产量巨大，目前农林牧业的废弃物一般被直接作为燃料燃烧，但往往造成燃烧不充分、环境污染严重的问题。与煤炭相比，生物质挥发份含量高，热解可得到大量的轻质焦油和热解气；同时，热解生物质焦中固定碳含量高，硫氮和灰分含量低，其成分非常适于作电石生产的原料。但是，生物质比重小，在热解过程中很容易产生粉尘，造成热解油气中的含尘量过高。同时，煤直接液化生产过程中，会产生大量的液化残渣，约为原煤质量的30％。液化残渣为一种高炭、高挥发分、含有液化催化剂的物质，其一定温度下会发生软化，产生流动性，且具有很强的粘结性，现有技术报道了一种粉煤热解高温煤气除尘的方法，显示液态液化残渣对高温煤气的除尘效果较好；专利还报道，液化残渣在绝氧环境下热解会产生大量的油气产品，使液化残渣能够变废为宝，得到充分利用，因此液化残渣的利用研究具有很重要的意义。
技术实现思路
本专利旨在将液态的液化残渣作为生物质热解的除尘剂，之后将含尘液化残渣与生物质混合、成型、共热解得到生物质焦与液化残渣焦的混合焦，并将混合焦作为电石生产的原料，制备电石，充分利用液化残渣粘结性高及生物质焦灰分低的优势，并结合热量的充分利用，以实现热解油气及电石的清洁节能生产。为实现上述目的，本专利技术通过液态特化残渣对生物质热解气进行除尘，并进一步油气分离后获得轻质焦油及经热解气；然后，含尘液化残渣在高温下与生物质混合成型，并发生共热解，将液化残渣及生物质中的油气产品充分提出，一方面可将夹带出炉的粉尘再热解，提高产品的利用率；另一方面，液化残渣中的催化剂具有催化裂解焦油的作用，使热解所得的焦油轻质化，使液化残渣的价值得到充分利用，变废为宝；最后，生物质与液化残渣供热解产生的混合焦被直接热送至气流床，采用氧热法生产电石，充分利用混合焦的显热，降低电石生产能耗。本专利技术因此提出了一种生物质与液化残渣热解的系统，包括混合成型单元、共热解单元、液化残渣除尘单元以及电石生产单元；其中，所述混合成型单元包括生物质入口、液化残渣入口和型球出口，所述混合成型单元用于将生物质和液化残渣混合搅拌并压制成型得到型球；所述共热解单元包括型球入口、热解油气出口以及混合半焦出口，所述型球入口与所述型球出口相连；所述热解单元用于所述型球的热解得到热解油气及高温混合焦；所述液化残渣除尘单元设有热解气入口、除尘气出口以及含尘液化残渣出口；所述热解气入口与所述热解油气出口相连；所述液化残渣除尘单元用于对所述热解油气处理得到除尘煤气以及含尘煤液化残渣油浆；所述电石生产单元设置有混合半焦入口、生石灰入口、富氧气体喷嘴、电石炉气出口以及电石出口，所述混合半焦入口和所述混合半焦出口相连，所述电石生产单元用于混合半焦和生石灰的反应。具体地，所述混合成型单元包括混合工段以及成型工段，其中，所述所述混合工段包括所述生物质入口、所述液化残渣入口、捏合搅拌装置以及混合物料出口；所述成型工段包括混合物料入口以及所述型球出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连。进一步地，所述混合工段所用装置为捏合机或螺旋混料机。所述成型工段所用装置为普通压球机。具体地，所述共热解单元使用的装置是无热载体蓄热式旋转床；其中，所述无热载体蓄热式旋转床内部设置有上下两层蓄热式辐射管，平行均匀分布在料层的上方和下方，且相邻的上层辐射管与下层辐射管错开分布；所述无热载体蓄热式旋转床侧壁设置多个所述热解油气出口。进一步地，所述液化残渣除尘单元使用的装置是高温密闭保温容器。所述电石生产单元使用的装置是气流床。具体地，所述系统还包括普通输送装置和保温输送装置，所述混合半焦入口通过所述保温输送装置与所述混合半焦出口相连，所述型球入口通过所述普通输送装置与所述型球出口相连，所述高温输送装置为保温桶或保温链板。本专利技术还提供一种利用上述系统对生物质与液化残渣进行热解的方法，其特征在于，包括步骤：A.混合成型：在所述混合成型单元将所述生物质和所述液化残渣混合搅拌并压制成型；B.共热解：在所述共热解单元将所述型球进行热解得到所述热解油气及所述高温混合焦；C.液化残渣除尘：将所述粗煤气和液态液化残渣进行接触，得到所述除尘煤气以及所述含尘煤液化残渣油浆；D.液化残渣处理：在所述含尘煤液化残渣油浆中，对含尘浓度＜50wt％的油浆循环使用，含尘浓度≥50wt％的油浆排出至所述成型单元；E.电石生产：在所述电石生产单元将所述混合半焦和所述生石灰进行冶炼。进一步地，将所述生物质粒度控制为≤5mm，将所述液化残渣的温度控制在260-360℃。将所述共热解单元所述生物质与所述液化残渣的质量比控制为1:0.2-0.6，反应温度为500-650℃，反应时间为30-60min。具体地，将所述液态液化残渣的温度控制在300-420℃。作为优选的实施方案，将所述生石灰的粒度控制在＜5mm，所述混合半焦与所述生石灰的反应温度为1700-2000℃。本专利技术提供了一种利用液态的液化残渣对生物质热解所得的热解气进行除尘，并循环利用含尘液化残渣使其与生物质混合共热解制备混合半焦，最后利用混合半焦为原料，并充分利用混合半焦的显热制备电石的方法和系统。充分利用了液化残渣的特性，实现了液化残渣的高价值利用，并充分实现系统节能。该专利技术具有以下有益效果：(1)充分利用煤液化残渣的特性，作为生物质热解气的除尘剂，并在吸收饱和后与生物质发生共热解，产生油气产品，实现液化残渣高附加值利用，变废为宝；(2)液化残渣的粘度大，且粉尘与液体煤液化残渣介质的相溶性好，易于捕集粉尘，对热解气的除尘效率高；(3)含尘液化残渣与生物质混合压球后热解，由于液化残渣的高粘性，本身可降低生物质热解气的含尘量；同时，液化残渣中的催化剂，对热解油气中的重质组分具有很好的催化裂解作用，可提高焦油轻质组分质量；再者，含尘液化残渣与生物质共热解，将夹带出炉的粉尘重新回炉热解，提高了原料利用率，且在整个过程中不产生污染排放；(4)充分结合液化残渣灰分高以及生物质半焦灰分低的特点，将二者混合作为电石生产的原料，可实现液化残渣的完全利用；(5)通过生物质与液化残渣共热解与电石生产的耦合，将共热解所得的混合半焦通过热送技术直接送至气流床，采用氧热法生产电石，可充分利用热解半焦的显热，极大的降低原料成本和生产能耗；(6)利用蓄热式无热载体预热炉作为共热解装置，利用辐射管加热，无需热载体，使得热解油气的品质较高；且可灵活控制不同热解段的温度，热效率高。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是本专利技术的生产工艺流程图；图2是本专利技术的生产系统示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术提出了一种生物质与液化残渣共热解耦合电石生产的方法，如图1，包括以下步骤：第一步：生物质与液化残渣成型：将生物质与含尘液化残渣(第一次实验为不含尘液化残渣)，混合搅拌，并压制成型；其中：所述生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质与液化残渣热解的系统，包括混合成型单元、共热解单元、液化残渣除尘单元以及电石生产单元；其中，所述混合成型单元包括生物质入口、液化残渣入口和型球出口，所述混合成型单元用于将生物质和液化残渣混合搅拌并压制成型得到型球；所述共热解单元包括型球入口、热解油气出口以及混合半焦出口，所述型球入口与所述型球出口相连；所述热解单元用于所述型球的热解得到热解油气及高温混合焦；所述液化残渣除尘单元设有热解气入口、除尘气出口以及含尘液化残渣出口；所述热解气入口与所述热解油气出口相连；所述液化残渣除尘单元用于对所述热解油气处理得到除尘煤气以及含尘煤液化残渣油浆；所述电石生产单元设置有混合半焦入口、生石灰入口、富氧气体喷嘴、电石炉气出口以及电石出口，所述混合半焦入口和所述混合半焦出口相连，所述电石生产单元用于混合半焦和生石灰的反应。

【技术特征摘要】
1.一种生物质与液化残渣热解的系统，包括混合成型单元、共热解单元、液化残渣除尘单元以及电石生产单元；其中，所述混合成型单元包括生物质入口、液化残渣入口和型球出口，所述混合成型单元用于将生物质和液化残渣混合搅拌并压制成型得到型球；所述共热解单元包括型球入口、热解油气出口以及混合半焦出口，所述型球入口与所述型球出口相连；所述热解单元用于所述型球的热解得到热解油气及高温混合焦；所述液化残渣除尘单元设有热解气入口、除尘气出口以及含尘液化残渣出口；所述热解气入口与所述热解油气出口相连；所述液化残渣除尘单元用于对所述热解油气处理得到除尘煤气以及含尘煤液化残渣油浆；所述电石生产单元设置有混合半焦入口、生石灰入口、富氧气体喷嘴、电石炉气出口以及电石出口，所述混合半焦入口和所述混合半焦出口相连，所述电石生产单元用于混合半焦和生石灰的反应。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合成型单元包括混合工段以及成型工段，其中，所述所述混合工段包括所述生物质入口、所述液化残渣入口、捏合搅拌装置以及混合物料出口；所述成型工段包括混合物料入口以及所述型球出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述混合工段所用装置为捏合机或螺旋混料机；所述成型工段所用装置为普通压球机。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述共热解单元使用的装置是无热载体蓄热式旋转床；其中，所述无热载体蓄热式旋转床内部设置有上下两层蓄热式辐射管，平行均匀分布在料层的上方和下方，且相邻的上层辐射管与下层辐射管错开分布；所述无热载体蓄热式旋转床侧壁设置多个所述热解油气出口。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维娜，丁力，郭启海，许修强，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11