一种蓄热式生物质热解炭化反应系统技术方案

本实用新型专利技术创造属于生物质热解领域，具体涉及一种蓄热式生物质热解炭化反应系统。该系统包括：料斗、链板式烘干机、蓄热式热解反应器、冷渣机、冷凝鼓风系统和净化系统；所述链板式烘干机与所述料斗连接，所述料斗与所述进料口相连；所述蓄热式热解反应器包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统；所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；所述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和所述燃气烧嘴连接。该反应系统温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，结合生物质产物的综合利用且分层蓄热式控制，实现连续的炭化工艺。

Regenerative biomass pyrolysis carbonization reaction system

The utility model belongs to the field of biomass pyrolysis, in particular to a regenerative pyrolysis and carbonization reaction system of biomass. The system includes: system hopper, chain plate dryer, regenerative pyrolysis reactor, cold slag machine, condensation blast system and purification; the chain plate dryer is connected with the hopper, the hopper and the material inlet is connected; the regenerative pyrolysis reactor comprises a pyrolysis chamber, double regenerative radiant tube system, feed inlet and outlet and the pyrolysis gas outlet system; the condensing blower system is arranged in the regenerative pyrolysis reactor and purification system, derived from the entrance and the gas outlet is connected with the outlet and the purification system; the purification system is respectively connected with the blast system the condenser and the gas burner. The temperature of the reaction system is rationally controlled, and the design of the radiation tube can be simplified, and the investment cost can be reduced, and the continuous carbonization process can be realized by combining the comprehensive utilization of the biomass product and the hierarchical regenerative control.

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热式生物质热解炭化反应系统
本技术创造属于生物质热解领域，具体涉及一种蓄热式生物质热解炭化反应系统。
技术介绍
我国每年生物质产量巨大，包括农作物秸秆、木屑、树枝在内的各种生物质很多没有得到有效利用，都只是就地焚烧，造成了很大的污染，并且浪费了大量的资源。采取热解炭化得到油气和炭资源，是生物质资源化利用的有效途径。目前生物质炭化炉大部分都是用土窑，只是把生物质放进炉体，部分配氧闷烧，生物炭的产率低，并且产生大量的含有机物废气，污染环境。同时存在单炉规模都较小，系统效率低，不能连续生产等缺点。如如现有技术名称为旋转锥热解反应系统的文献（参考朱锡峰《生物质热解原理与技术》），其中，旋转锥式热解反应器主要由内外两个同心锥共同组成，内锥固定不动，外锥绕轴旋转。生物质颗粒和经外部加热的惰性热载体如砂子经由内锥中部的孔道喂入到两锥的底部后，由于旋转离心力的作用，它们均会沿着锥壁作螺旋上升运动。同时，又由于生物质和砂子的质量密度差异很大，所以，它们作离心运动时的速度也会相差很大，二者之间的动量交换和热量交换由此得以强烈进行，从而使得生物质颗粒在沿着锥壁作离心运动的同时也在不断地发生热解反应，当到达锥顶时刚好反应结束而成为炭粒，砂子和炭粒旋离锥壁后落入反应器底部，热解气引出反应器后立即进行淬冷而获得生物油。该现有技术由于系统采取固体热载体，涉及到固体热载体的加热、分离等，导致系统工艺流程长，系统故障率较高，工艺流程复杂；而且旋转锥是转动的，在高温条件下需要特殊设计才能满足，并需要考虑旋转磨损，需要定期更换，既影响系统的连续性，又带来成本的增加。因此如何设计一种实现连续的炭化工艺、环保、成本低和产物合理利用的生物质热解系统成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统，该系统利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，结合生物质产物的综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控制，实现连续的炭化工艺。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：本技术提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统，该系统包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和所述燃气烧嘴连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气，并将一部分净化后的净燃气通过所述燃气管线送入所述燃气烧嘴中作为燃料。专利技术人发现，根据本技术实施例的该反应系统，利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，此外通过增设净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控制，实现连续的炭化工艺。根据本技术的实施例，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。根据本技术的实施例，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体。根据本技术的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接，所述燃气管线一端连接到所述燃气烧嘴，另一端连接到所述净化系统的净燃气出口。根据本技术的实施例，所述蓄热体为陶瓷蜂窝体材料，每层的蓄热体为4-8层的辐射管提供作为加热源的所述烟气。根据本技术的实施例，所述换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，为20-150s，用于使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气。根据本技术的实施例，所述料斗与所述进料口相连，所述出料口与冷渣机之间设有半焦输送装置。根据本技术的实施例，燃气和空气在所述燃气烧嘴中燃烧，产生600-800℃的高温烟气；所述烟气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃，并将所述蓄热体加热到500-650℃。本技术至少具有以下有益效果：本技术所述的系统利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，此外通过增设净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控制，实现连续的炭化工艺。附图说明图1为本技术蓄热式生物质热解炭化反应系统结构示意图。其中，料斗1，链板式烘干机2，蓄热式热解反应器3，热解室4，进料口5，出料口6，辐射管7，蓄热体8，燃气烧嘴9，空气风机10，烟气风机11，空气管线12，烟气管线13，燃气管线14，换向阀15，热解气出口16，热解气出口连接管路17，热解气导出口18，冷渣机19，冷却进水口20，盘管21，冷却出水口22，冷凝鼓风系统23，净化系统24。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。本技术提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统。根据本技术的实施例，图1为本技术蓄热式生物质热解炭化反应系统结构示意图，该系统包括：料斗1、链板式烘干机2、蓄热式热解反应器3、冷渣机19、冷凝鼓风系统23和净化系统24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式生物质热解炭化反应系统，其特征在于，包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和所述燃气烧嘴连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气，并将一部分净化后的净燃气通过所述燃气管线送入所述燃气烧嘴中作为燃料。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式生物质热解炭化反应系统，其特征在于，包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈水渺，肖磊，薛逊，王东方，姜朝兴，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11