本发明专利技术公开了一种生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置。采用旋风分离器和炭过滤器组合而成，达到有效回收炭和清洁挥发份；由高、中温空冷器，高、中温导热油加热器，高、中、低温冷凝器组成的分级冷凝系统，得高品质燃料油的同时，还对重质油和含水较多的液体分别处理，从而降低后续处理费用，优化高品质燃油的产量；由高、中温空冷器，炭燃烧炉和反应器换热器组成自供热系统，有效利用自供热系统所产生的余热；组合式给料装置保证顺利给料；采用变截面流化床反应器，保证了生物油的产率。总之本发明专利技术利用流化床气固相传热强烈和热流强度大等优点实现生物质的闪速升温和挥发份的快速析出及固体炭的回收利用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置
本专利技术涉及一种生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置。
技术介绍
随着我国国民经济的持续发展导致对能源需求的高速增长，大量化石燃料燃烧利用过程中所排放的SO2、NOx等污染物使生态环境受到严重污染，同时，作为世界上第二大CO2排放国，CO2大量排放所加剧的“温室效应”影响在我国也得到了重视，另外，由于石油危机的数次爆发以及石油价格的不稳定，也促使代用液体燃料的开发应用提上了日程。相比于煤炭等化石燃料，生物质是一种可再生清洁能源资源，同时因为生物质利用过程中具有CO2零排放特点，从而对于缓解日益严重的“温室效应”有着特殊的意义。在生物质的能源化利用领域中，生物质热裂解液化技术是目前世界上生物质能研究开发的前沿技术。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品位的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的代用液体燃料(生物油)，其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步改性加工使液体燃料的品质接近柴油或汽油等常规动力燃料的品质，此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。相比于常规的化石燃料，生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小，可视为二十一世纪的绿色燃料。在生物质热裂解液化的各种工艺中，国外采用了多种不同的试验装置和技术路线，以达到增加生物油产率和提高能源利用水平的目的。如快速裂解、加氢裂解、真空裂解、低温裂解、部分燃烧裂解等，但一般认为在常压下的快速裂解仍是生产液体燃料最为经济的方法，其一般可分为如下几类：(a)机械接触式反应器，其主要通过一灼热的反应器表面直接或间接与生物质接触，将热量传递到生物质使其快速升温从而达到快速热裂解，典型的有英国Aston大学的烧蚀热裂解反应器、NREL提出的涡流反应器及荷兰Twente大学设计的旋转锥生物质热裂解制油反应器等；(b)间接式反应器，这类反应器的主要特征是由一高温的表面或热源提供生物质热裂解所需的热量，其主要通过热辐射进行热量传递，如美国Washington大学的热辐射反应器；(c)混合式反应器，其主要是借助热气流或气固多相流对生物质进行快速加热，其能提供高的加热速率以及相对均匀的反应温度，同时快速流动的载气便于热裂解一次产物及时析出，如加拿大-->Waterloo大学的流化床热裂解系统、加拿大Ensyn提出的循环流化床反应器和GTRI的快速引射流反应器等。机械接触式反应器的设备规模较为庞大，同时机械接触磨损厉害而使得运行维护成本也较高，因此在规模化应用中将受到限制。而间接式反应器由于热源的局限性限制了其应用，此类反应器一般主要提供机理性试验所需。相比于前两种类型，国外已开发并且试图规模化的生物质热裂解液化反应装置侧重于第三类，尤其是应用流化床技术的生物质热裂解反应器，流化床工艺因能实现高的加热速率、较短的气相停留时间、简捷的温度控制、方便的炭回收、较低的投资以及成熟的设计方法而使得其成为目前最有发展潜力的热裂解制取液体燃料的工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的针对已有的生物质热裂解液化工艺中能源利用率不高以及液体产物不分级等缺点，研发了一种生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置。本专利技术采用的技术方案是：生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置包括预备料斗下接组合式给料装置，组合式给料装置分别接变截面流化床反应器、备用气源、储气罐，变截面流化床反应器，分别接旋风分离器、备用气源、储气罐、和经反应器外的换热器，分别接炭燃烧炉、原料干燥室，原料干燥室分别接料仓、引风机，旋风分离器和炭过滤器的一端连接，旋风分离器和炭过滤器的另一端连接后接炭燃烧炉，炭过滤器经高温冷凝器、高温导热油加热器、第一导热油泵接高温空冷器，高温冷凝器还分别与高温空冷器、中温冷凝器连接，中温冷凝器经中温导热油加热器、第二导热油泵接中温空冷器、低温冷凝器连接，低温冷凝器分别开有热水出口、冷水进口、并经气体滤清装置、煤气泵接储气罐，高温空冷器和中温空冷器的一端连接后、高温空冷器和中温空冷器的另一端连接后分别接鼓风机、炭燃烧炉。组合式给料装置包括与预备料斗连接的给料料斗，在给料料斗的出料口下装有给料螺旋，一端与备用气源和储气罐连接、另一端与变截面流化床反应器连接的播料风管装在给料螺旋的下料风管下，下料风管接备用气源和储气罐，在播料风管外装有水冷套。变截面流化床反应器的上端面出口与旋风分离器连接，下端面的布风板经风室与备用气源和储气罐连接，变截面流化床反应器内腔从上而下为渐缩型稀相区、密相区，密相区外装有反应器的换热器，给料口位于密相区的底部。本专利技术具有的有益的效果：-->1)将成熟的流化床技术应用到生物质热裂解技术上，充分利用流化床气固相传热强烈和热流强度大等优点实现生物质的闪速升温和挥发份的快速析出以及固体炭的回收利用，实现变截面流化床反应器的自供热，同时独特的变截面设计保证了生物油的产率。2)采用旋风分离器和炭过滤器组合而成二级气炭分离系统，达到有效回收固体产物炭和高效过滤挥发份中固体物质的目的。3)由高温冷凝器、高温导热油加热器、高温空冷器，中温冷凝器、中温导热油加热器、中温空冷器和低温冷凝器组成分级冷凝系统，在尽可能直接得到高品质燃料油同时，适合于对重质油和含有较多水分的液体进行分别处理，从而降低后续处理费用和最大化高品质燃料油的产量。4)采用尾气再循环方式，将不可凝裂解气通过煤气泵返回用作流化气体从而降低了额外气源的成本。5)高温空冷器、中温空冷器、炭燃烧炉和反应器换热器组成了高效的反应器自供热系统，其将由二级气炭分离系统分离下来的炭燃烧利用，使得生物质热裂解所需的热量能得到自行供给。而原料干燥室则有效地利用了反应器自供热系统所产生的余热。6)组合式给料装置保证了变截面流化床反应器正压给料处的顺利给料。 附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是组合式给料装置的结构示意图；图3是变截面流化床反应器的结构示意图。 具体实施方式如图1所示，本专利技术包括预备料斗1下接组合式给料装置2，组合式给料装置2分别接变截面流化床反应器3、备用气源19、储气罐20，变截面流化床反应器3分别接旋风分离器5、备用气源19、储气罐20、和经反应器外的换热器4分别接炭燃烧炉15、原料干燥室17，原料干燥室17分别接料仓16、引风机21，旋风分离器5和炭过滤器6的一端连接，旋风分离器5和炭过滤器6的另一端连接后接炭燃烧炉15，炭过滤器6经高温冷凝器7、高温导热油加热器8、第一导热油泵C1接高温空冷器9，高温冷凝器7还分别与高温空冷器9、中温冷凝器12连接，中温冷凝器12经中温导热油加热器11、第二导热油泵C2接中温空冷器10、低温冷凝器13连接，低温冷凝器13分别开有热水出口a、冷水进口b、并经气体滤清装置14、煤气泵C接储气罐20，高温空冷器9和中温空-->冷器10的一端连接后、高温空冷器9和中温空冷器10的另一端连接后分别接鼓风机22、炭燃烧炉15。如图1所示，借助升降机或皮带输送等传统给料方式，生物质原料首本文档来自技高网...
【技术保护点】
生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置，其特征在于：它包括预备料斗（１）下接组合式给料装置（２），组合式给料装置（２）分别接变截面流化床反应器（３）、备用气源（１９）、储气罐（２０），变截面流化床反应器（３）分别接旋风分离器（５）、备用气源（１９）、储气罐（２０）、和经反应器外的换热器（４）分别接炭燃烧炉（１５）、原料干燥室（１７），原料干燥室（１７）分别接料仓（１６）、引风机（２１），旋风分离器（５）和炭过滤器（６）的一端连接，旋风分离器（５）和炭过滤器（６）的另一端连接后接炭燃烧炉（１５），炭过滤器（６）经高温冷凝器（７）、高温导热油加热器（８）、第一导热油泵（Ｃ１）接高温空冷器（９），高温冷凝器（７）还分别与高温空冷器（９）、中温冷凝器（１２）连接，中温冷凝器（１２）经中温导热油加热器（１１）、第二导热油泵（Ｃ２）接中温空冷器（１０）、低温冷凝器（１３）连接，低温冷凝器（１３）分别开有热水出口（ａ）、冷水进口（ｂ）、并经气体滤清装置（１４）、煤气泵（Ｃ）接储气罐（２０），高温空冷器（９）和中温空冷器（１０）的一端连接后、高温空冷器（９）和中温空冷器（１０）的另一端连接后分别接鼓风机（２２）、炭燃烧炉（１５）。...
【技术特征摘要】
1.生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置，其特征在于：它包括预备料斗(1)下接组合式给料装置(2)，组合式给料装置(2)分别接变截面流化床反应器(3)、备用气源(19)、储气罐(20)，变截面流化床反应器(3)分别接旋风分离器(5)、备用气源(19)、储气罐(20)、和经反应器外的换热器(4)分别接炭燃烧炉(15)、原料干燥室(17)，原料干燥室(17)分别接料仓(16)、引风机(21)，旋风分离器(5)和炭过滤器(6)的一端连接，旋风分离器(5)和炭过滤器(6)的另一端连接后接炭燃烧炉(15)，炭过滤器(6)经高温冷凝器(7)、高温导热油加热器(8)、第一导热油泵(C1)接高温空冷器(9)，高温冷凝器(7)还分别与高温空冷器(9)、中温冷凝器(12)连接，中温冷凝器(12)经中温导热油加热器(11)、第二导热油泵(C2)接中温空冷器(10)、低温冷凝器(13)连接，低温冷凝器(13)分别开有热水出口(a)、冷水进口(b)、并经气体滤清装置(14)、煤气泵(C)接储气罐(20)，高温空冷器(9)和中温空冷器(10)的一端连...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆仲泱，王树荣，岑可法，倪明江，方梦祥，施正伦，周劲松，余春江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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