一种生物质加工方法技术

本发明专利技术涉及一种生物质加工方法，有效解决生物质的裂解及产物的分离，裂解木焦油的二次加工及裂解热量的来源问题，其方法是，生物质干燥粉碎后进入裂解反应器，裂解炭化成木炭和油气产物，木炭从下部出气口一部分进入气化器，与空气反应生成一氧化碳，木炭另一部分进入木炭储罐供二次加工使用，油气夹带炭粉尘依次通过沉降室、旋分分离器、丝网过滤器分离炭粉尘后进入分馏塔分馏，得中热值气体，木醋液和木焦油，中热值气体与气化器内的一氧化碳混合后返回进入到裂解反应器，供裂解反应器作燃料使用，木醋液送入木醋液储罐供二次加工用，木焦油则进入加氢反应器，用氢催化剂加氢处理，经过加氢反应生成加氢产物，本发明专利技术工艺简单，环保，节省能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业化工领域，特别是。二
技术介绍
生物质(如农业秸杆、木材等)是可再生的能源，利用加热裂解、结合二 次加工工艺可以将生物质转化为炭、液体燃料油和气体，从而得到人类生产生 活所需要的燃料和化工产品，目前，典型具有商业化生产潜力的裂解工艺包括文献(Diebold J P， Czernik S， Scahill J W， Philips S D, Feik C J. Hot-gas filtration to remove char from pyrolysis vapours produced in the vortex reactor at NREL. In: Milne T A， editor. Biomass Pyrolysis Oil Properties and Combustion Meeting. NREL: 1994， p. 90-108)提到的烧蚀涡流反应器工艺，生物质裂解后的固体和气体产物 在反应器外用适当的装置分离；另一文献(Wagenaar B M， Kuipers J AM， Prins W, Van Swaaij W P M. The rotating cone flash pyrolysis reactor. Blacltie Academic and Professional, 1994, vol. 2: 1122-1133)还提到了一种旋转锥反应器工艺；还有 文献(B. Scholze， C. Hanser， D. Meier. Characterization of the water-insoluble fraction from fast pymlysis liquids (pyrolytic lignin) Part II. GPC, carbonyl goups, and 13C-NMR Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 58-59 (2001) 387-400.) 提到流化床反应器工艺，这些工艺技术只重视了生物质裂解加工工艺的裂解部 分，部分考虑到了裂解产物的气固分离问题，没有考虑到裂解木焦油的二次加 工及裂解热量的来源问题，故改进势在必行。三
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本专利技术之目的就是提供一种生物质 加工方法，可有效解决生物质的裂解及产物的分离，裂解木焦油的二次加工及 裂解热量的来源问题，其解决的技术方案是，生物质经干燥粉碎后进入裂解反 应器，在500~800°C下裂解炭化成木炭和油气产物，得产物以重量百分比计的 油气30-70%、其中含炭粉尘5%左右和木炭30-70%，木炭从下部出气口一部分 进入气化器，在700-120(TC下与空气反应生成一氧化碳，气化后的残渣由下部 排渣管排出，与木醋液一同作为有机肥料的原料使用，木炭另一部分进入木炭储罐供二次加工使用，油气夹带炭粉尘在250°C以上保温状态下，依次通过沉 降室、旋分分离器、丝网过滤器分离炭粉尘后进入分馏塔分馏，塔顶温度40°C 以下，塔底温度200。C以上，木醋液出口温度85-95。C，分馏得以重量计的中热 值气体1/3，木醋液和木焦油2/3 (木醋液和木焦油含量因不同原料其各多少是 不同的，但木醋液与木焦油混合物占2/3重量)，中热值气体与气化器内的一氧 化碳混合后返回进入到裂解反应器，供裂解反应器作燃料使用，木醋液送入木 醋液储罐供二次加工用，木焦油则进入加氢反应器，反应压力在0.1 20MPa， 300-500。C下，用氢催化剂加氢处理，以氢木焦油体积比为1000-10000: 1， 经过加氢反应生成加氢产物，加氢产物分馏后得液化气、汽油和柴油的混合物。 本专利技术工艺简单，清洁、环保，无污染，节省了大量的能源，是化工领域内的 一个创新。四附图说明 附图为本专利技术的工艺流程图。五具体实施方式 以下结合实际情况对本专利技术的具体实施方式作详细说明。 由附图给出，本专利技术系统处理能力设计为1吨/小时，进料速率l吨/小时，生物质10经干燥粉碎后进入裂解反应器1，在650°C下裂解炭化，得产物以 重量百分比计的油气炭粉尘混合物45%和木炭55%，木炭一部分从下部出气口 进入气化器7，在95(TC下与空气反应生成一氧化碳，气化后的残渣从下部排渣 管11排出，与木醋液一同作为有机肥料的原料使用，木炭另一部分进入木炭储 罐8供二次加工使用；油气夹带炭粉尘在260°C保温状态下，依次通过沉降室2、 旋分分离器3、丝网过滤器4分离炭粉尘后进入分馏塔5分馏，塔顶温度35°C，， 塔底温度250。C，木醋液出口温度90。C，分馏得以重量计的中热值气体1/3,木 醋液和木焦油2/3，其中，中热值气体与气化器7内的一氧化碳混合后返回进入 到裂解反应器1，供裂解反应器1作燃料使用，木醋液送入木醋液储罐9供二次 加工用，木焦油送入加氢反应器6，反应压力在10MPa， 400。C下，用钴或钼作 氢催化剂加氢处理，以氢木焦油体积比为1000-10000: 1，反应生成加氢产物， 加氢产物分馏后得液化气、汽油和柴油的混合物。 本专利技术主要产物包括木炭、木醋液、木焦油加氢产物；所说的裂解反应器 是由金属材料或陶瓷材料制成，反应温度为500~800°C，可以是市售的移动床裂 解炉、流化床裂解炉等目前所采用的生物质裂解反应器，加热方式为燃气加热， 使用的燃气为生物质裂解产生的中热值气体(主要可燃成分为氢气、甲垸、一 氧化碳)和裂解产物炭经气化后获得的一氧化碳；所说的沉降室2、旋分分离器 3、丝网过滤器4为高温油气除尘系统，可以是一个，也可是多个并联或串联操 作的，其中沉降室2，旋分分离器3可以与裂解反应器1加工成一体的结构，旋 风分离器可以设计安装在沉降室内部，也可以根据需要用沉降室，旋分分离器， 丝网过滤器三种设备中的一种或集中进行组合形成除尘系统，整个除尘系统需 要保温，保持内部温度250 。C以上；所说的分流塔5可以是板式塔或填料塔， 塔顶有冷凝器，塔底有或无再沸器；所说的分馏塔不但可以将除尘后的高温油 气分离成中热值气体、木醋液、木焦油，还可以增加侧线，将其中的木醋液和 木焦油进一步切割成不同温度范围的馏分；所说的加氢反应器6，可以是低压、 中压或高压加氢反应器，内部装填有催化剂，所说的催化剂为钴、钼、镍、钨 中的任何一种，也可以是铂、铼的贵金属催化剂；所说的加氢产物可以进一步 利用与分流塔5同样的分馏塔分馏成液化气、汽油、柴油等燃料油；所说的气 化器7为市售的移动床反应器，使用的原料为裂解产生的炭、空气和水，产生 的残渣与木醋液一起作为原料加工成有机肥料；所说的生物质为农业秸秆和木 材，其中农业秸秆包括玉米秸秆、棉花秸秆、花生壳、黄豆秸秆等，木材包括 各种树木及其木屑、锯末等。实施例1本专利技术以棉花秸秆为原料，粉碎后粒度〈5mm，含水量<15%，系统处理 能力设计为1吨/小时，进料速率1吨/小时，送入移动床裂解炉(反应器)，裂 解温度650。C，裂解生成木炭和含有炭粉尘的油气，油气中含炭粉尘约5%，每 小时产重量计的木炭350kg,其中50kg木炭从下部出气口进入气化器7，在850 。C下与空气反应生成一氧化碳，气化后的残渣从下部排渣管排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质加工方法，其特征在于，生物质经干燥粉碎后进入裂解反应器，在５００～８００℃下裂解炭化成木炭和油气产物，其产物以重量百分比计为：油气３０－７０％、其中含炭粉尘５％左右和木炭３０－７０％，木炭从下部出气口一部分进入气化器，在７００－１２００℃下与空气反应生成一氧化碳，气化后的残渣由下部排渣管排出，与木醋液一同作为有机肥料的原料使用，木炭另一所余部分进入木炭储罐供二次加工使用，油气夹带炭粉尘在２５０℃以上保温状态下，依次通过沉降室、旋分分离器、丝网过滤器，分离炭粉尘后进入分馏塔分馏，塔顶温度４０℃以下，，塔底温度２００℃以上，木醋液出口温度８５－９５℃，分馏得以重量计的中热值气体１／３，木醋液和木焦油２／３，中热值气体与气化器内的一氧化碳混合后返回进入到裂解反应器，供裂解反应器作燃料使用，木醋液送入木醋液储罐供二次加工用，木焦油则进入加氢反应器，反应压力在０．１～２０ＭＰａ，３００－５００℃下，用氢催化剂加氢处理，以氢∶木焦油体积比为１０００－１００００∶１，经过加氢反应生成加氢产物，加氢产物分馏后得液化气、汽油和柴油的混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖进彬，
申请(专利权)人：肖进彬，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]