快速热裂解技术制取生物质油的方法技术

本发明专利技术是关于一种利用快速热裂解技术每小时处理５００公斤稻壳粉，日产一吨生物质油的方法，该方法包括对物料进行干燥、粉碎，然后将处理后的物料通过送料系统输送到反应器中进行热裂解反应，并将反应得到的产物进行分离得到所述的生物质油。本发明专利技术提供了一种新的解决能源问题的方案，充分利用了造成环境污染的废弃材料，从而具有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制取生物质油的方法，特别是涉及一种利用快速热裂解技术每小时处理500公斤稻壳粉，日产一吨生物质油的方法。
技术介绍
能源是人类社会存在与发展的重要物质基础之一。过去的200多年中，能源主要依靠以煤炭、石油、天然气为基础的能源体系。然而以上这些资源日益枯竭和环境不断恶化，给地球带来了严重后果，并威胁着人类的生存与发展。步入21世纪的今天，关系国家安全和经济社会可持续发展的能源问题，已成为当今世界各国所面临的中心议题。生物质能作为世界一次能源消费中的第四大能源资源，它在历史长河中与人类生活息息相关，是可存储和运输的可再生能源，在人类未来的能源系统中也将占有重要地位。生物能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量，可转化为常规的固态、气态和液态燃料。它是取之不尽、用之不竭的一种可再生新能源。从广义而论，生物质能应该属于太阳能的一种表现形式。-->生物质能转化利用的技术途径，主要包括燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等。国内外已有的生物质能转化利用的技术的流程如图1所示。我国是人口众多的农业国家，生物质能在我国的能源结构中占有相当重要的地位，尤其在广大农村地区，生物质能曾经是最重要的能源。但是，长期以来，大多生物质能的利用以直接燃烧为主，不仅热效率低下，而且伴随着大量的烟尘和余灰的排放，成为阻碍农村经济和社会进步的重要因素之一。随着科学技术的发展和进步，生物质能可以通过各种转换技术高效地加以利用，生产各种清洁燃料和电力，以替代煤炭、石油和天然气等矿物燃料。所以，开发与利用生物质能源，对实现可持续发展、保障国家能源安全、改善生存环境和减少排放二氧化碳，都具有重要作用和实际意义。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区，商品能源(煤、液化气、电)已成为其主要的炊事和生活用能，以传统方式燃烧的秸秆首先成为被替代的对象，致使废弃田间地头的秸秆量逐年增加。许多地区燃烧废弃秸秆的现象已延续多年，屡禁不止，造成了严重的大气污染。特别是在收获季节集中燃烧排放，使大气质量严重恶化，已经多次发生航空机场关闭和高速公路追尾撞车的事故，成为各级政府关切的一个严重社会问题。随着今后我国农村现代化水平的提高，这种浪费和污染的情况将越来越严重。所以利用高效的生物质转换技术，将废弃的生物质资源转换为高品位的燃油、燃气和电能，不仅可以提高农业产出，增加农民收入，减轻农民劳动强度，又可减少污染、促进生态的良性循环。-->现有技术中也公开了一些关于制备生物质油的方法。据文献载，在美国建立了不同裂解方法的实验装置，每小时生产容量从几十至几百公斤，最高产油率70％左右。意大利也建立500kg/h的装置。加拿大开发了多种工艺实验，并有较大实验装置，日加工能力200T。我国与美欧一些国家相比，对该项技术研究起步较迟缓，近十年来，沈阳农大、浙江大学、中科院和山东理工大学等单位做了一些这方面实验室的工作，最近未见有新进展的报道。但是，这些方法存在一些有待改进的地方，比如提高原料的适应性和产油率，减少反应器中的结焦现象，以及持续稳定的送料等等。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的制取生物质油的方法存在的缺陷，而提供一种新的快速热裂解技术制取生物质油的方法，所要解决的技术问题是提供一种自动控制的送料系统，保证裂解反应在无氧状态下进行，从而更加适于实用。本专利技术的另一目的在于，提供一种在快速热裂解技术制取生物质油的方法中使用的冷凝方法。本专利技术的还一目的在于，提供一种适于更广泛的原料，在降低原材料成本的同时，提高生物质燃料的产率，并且同时开发具有价值的生物质油副产品和更经济高效的转化设备和技术，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现-->的。依据本专利技术提出的一种快速热裂解技术制取生物质油的方法，该方法包括对物料进行干燥、粉碎，然后将处理后的物料通过送料系统输送到反应器中进行热裂解反应，并将反应得到的产物进行分离得到所述的生物质油，该方法还包括以下步骤：(a)首先在物料与空气接触的状态下，送料系统用传统的螺旋推进法将物料输送到储料箱中；(b)将储料箱的物料通过气流输送到设有确定物料添加量的传感器的添料箱中；(c)添料箱中的传感器确定物料的堆积度达到预先确定的标准后，设置在添料箱上的电子开闭阀自动关闭添料箱顶盖，使物料处于无氧状态；以及(d)添料箱的电子开闭阀关闭的同时，料仓的电子开闭阀开启并启动脉冲给料机，将物料通过管道吸入料仓，堆积度达标时传感器指令料仓电子开闭阀关闭的同时开启添料箱的电子开闭阀，相应的物料被脉冲气流输送到热裂解反应器中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中所述的干燥后的物料的含水量不大于10％，粉碎后的物料的粒径为1-1.5mm。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，物料在反应器中的停留时间为1-3秒。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中所述的热裂解反应的最高温度为650℃，并按照如下程序分阶段进行：第一阶段在120℃-150℃下进行，第二阶段在150℃-280℃下进行，第三阶段在280℃-450℃下进行，以及第四阶段在450℃-650℃下进行。-->前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中该方法还包括将热裂解反应器中得到的固体产物输送到除尘器中进行处理、得到固体产物炭的步骤。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中所述的除尘器为旋风分离器。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中该方法还包括将热裂解反应器中得到的气体产物输送到冷凝系统中进行冷凝，然后用生物油质收集罐收集冷凝得到的生物质油，并将得到的不可冷凝气一部分送入循环气体压缩机进入储气罐，作为热源进入热裂解反应器中。其中的冷凝系统中包括两个连接的冷凝器，第一冷凝器的温度为50℃-70℃，第二个冷凝器的温度为-2℃-2℃。前述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其中所述的第一冷凝器通常在1-2秒内将气体争冷至350℃以下，第二个冷凝器在制冷下的温度约为0℃，第一冷凝器和第二冷凝器之间垂直设置。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述专利技术目的，本专利技术的主要
技术实现思路
如下：本专利技术提出一种快速热裂解技术制取生物质油的方法，该技术是指生物质在基本无氧气(与空气隔绝)的条件下，利用热能切断生物质大分子中的化学键，使之转变为低分子物质的过程。通过这一热化学转换过程生成液体生物油，可燃气体和固体生物质炭三部分产物。生物质热裂解反应基本过程可分类四个阶段：1、干燥阶段：靠外部供热加温120℃-150℃，使釜中物料蒸发-->出水分。此阶段物料化学组分基本不变。2、预炭化阶段(预热裂解)：升温150℃-280℃时，物料热裂解反应比较明显，化学组分开始变化，不稳定成份(如半纤维素)分解成CO2、CO和少量醋酸等物质。3、炭化阶段(固体分解)：升温280℃-450℃时，物料急剧分解出大量产物，且释放大量反应热，为放热反应阶段。生成产物中含有醋酸，木焦油和甲醇(冷却时可析出)。还有CO2、CO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速热裂解技术制取生物质油的方法，该方法包括对物料进行干燥、粉碎，然后将处理后的物料通过送料系统输送到反应器中进行热裂解反应，并将反应得到的产物进行分离得到所述的生物质油，其特征在于该方法还包括以下步骤：（ａ）首先在物料与空气接触的状态下，送料系统用传统的螺旋推进法或提升法将物料输送到储料箱中；（ｂ）将储料箱的物料通过气流输送到设有确定物料定量的传感器的添料箱中；（ｃ）添料箱中的传感器确定物料的堆积度达到预先确定的标准后，设置在添料箱上的电子开闭阀自动关闭添料箱顶盖，使物料处于无氧状态；以及（ｄ）添料箱的电子开闭阀关闭的同时，料仓的电子开闭阀开启并启动脉冲给料机，将物料通过管道吸入料仓，堆积度达标时传感器指令料仓电子开闭阀关闭的同时，又开启添料箱的电子开闭阀，相应的物料被脉冲气流输送到热裂解反应器中。

【技术特征摘要】
1、一种快速热裂解技术制取生物质油的方法，该方法包括对物料进行干燥、粉碎，然后将处理后的物料通过送料系统输送到反应器中进行热裂解反应，并将反应得到的产物进行分离得到所述的生物质油，其特征在于该方法还包括以下步骤：(a)首先在物料与空气接触的状态下，送料系统用传统的螺旋推进法或提升法将物料输送到储料箱中；(b)将储料箱的物料通过气流输送到设有确定物料定量的传感器的添料箱中；(c)添料箱中的传感器确定物料的堆积度达到预先确定的标准后，设置在添料箱上的电子开闭阀自动关闭添料箱顶盖，使物料处于无氧状态；以及(d)添料箱的电子开闭阀关闭的同时，料仓的电子开闭阀开启并启动脉冲给料机，将物料通过管道吸入料仓，堆积度达标时传感器指令料仓电子开闭阀关闭的同时，又开启添料箱的电子开闭阀，相应的物料被脉冲气流输送到热裂解反应器中。2、根据权利要求1所述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其特征在于其中所述的干燥后的物料的含水量不大于10％，粉碎后的物料的粒径为1-1.5mm。3、根据权利要求1所述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其特征在于其中物料在反应器中的停留时间为0.5-3秒。4、根据权利要求1所述的快速热裂解技术制取生物质油的方法，其特征在于其中所述的热裂解反应的最高温度为650℃，并按照如下程序分阶段进行的：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效时，
申请(专利权)人：李效时，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]