一种生物质热解方法技术

本发明专利技术属于生物质综合利用技术领域，具体涉及一种生物质热解方法。该方法先将生物质进行热解，分离得到生物质炭、热解气和木焦油，然后将木焦油返炉与生物质进行共同热解，木焦油中的轻组分转换为热解气，提高热解气的收率，其中的重组分与炭化炉中的浮炭结合后黏附在炭化颗粒上，随炭颗粒出系统，提高生物质炭产量，减少热解气中浮炭的携带量。

Biomass pyrolysis method

The invention belongs to the technical field of biomass comprehensive utilization, in particular to a biomass pyrolysis method. Biochar, pyrolysis gas and wood tar were separated from biomass by pyrolysis, and then wood tar was returned to the furnace for co-pyrolysis with biomass. The light components of wood tar were converted into pyrolysis gas to increase the yield of pyrolysis gas. The heavy components were combined with the floating carbon in the coking furnace and adhered to the carbonized particles. With the carbon particles out of the system, the biomass carbon yield can be increased and the amount of floating carbon in the pyrolysis gas can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解方法
本专利技术属于生物质综合利用
，特别涉及一种生物质热解方法。
技术介绍
生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。我国是农业大国，秸秆产量位居世界第一，据中国农业科学院估算，我国秸秆产量占全球秸秆总产量的18％以上。秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花和甘蔗等农作物在收获籽实后的剩余部分，富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等。目前，农作物秸秆的处理方法常见有如下几种：第一种、将农作物秸秆粉碎，埋入农田中，进行秸秆还田，但是该方法处理秸秆的速度较缓慢，且容易引发病虫害等问题；第二种、将农作物秸秆打包，投入火力发电锅炉，进行生物质发电，此方法对秸秆的利用率较低；第三种、将农作物秸秆热裂解为生物质炭、木焦油或热解气，从而高效利用农作物秸秆。上述三种处理方法中，农作物秸秆热裂解是目前研究热度较高的农作物秸秆处理方式，例如，中国专利文献CN105062521A公开了一种回转式连续热解秸秆炭化炉，并具体公开了秸秆热解炭化的流程为：将秸秆粉碎后进料，在热解炉中热解炭化后产生热解气和木炭，炉体尾部出料接头出口上方设置有喷淋塔，对热解气和木炭经雾化喷淋处理，阻止热解气中夹带炭粉，同时给炭降温，收集生物质炭；雾化喷淋后的热解气经旋风除尘后，进行冷却分离碳化过程中产生的木焦油及木醋液；冷却后的热解气经过滤分离出热解气中含有的其它杂质后进入总储气罐。上述技术中，为了阻止热解气中夹带炭粉，从而降低木焦油和木醋液中炭含量，需要在热解炉出口处设置喷淋塔对热解气进行喷淋处理，但是热解气在洗涤塔中的喷淋处理只是解决了热解气的分离净化问题，并不能解决由于热解炉中浮炭较多易被热解气携带造成的炭粉夹带的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的生物质炭化炉中浮炭较多，容易被气相产物携带出裂解炉、木焦油粘度大、固含量高等缺陷，从而提供一种生物质热解方法。为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种生物质热解方法，包括如下步骤：将生物质热解得生物质炭和气相产物，将气相产物分离得热解气、木醋液和木焦油；然后，将所述木焦油全部返回与生物质共同进行热解。进一步地，所述生物质经过预处理，控制生物质的含水率低于10wt％，粉碎，压缩造粒形成0.8-2cm的颗粒。进一步地，所述生物质热解的条件为在无氧或限氧条件下，460-500℃温度下进行热解。进一步地，所述生物质热解的条件为在480℃热解1-2h。进一步地，所述限氧条件指氧气体积含量低于0.2％。进一步地，所述热解气经过三级喷淋进行分离，其中一级喷淋量为50-70m3/h，二级、三级喷淋量均为20-40m3/h。进一步地，还包括采用木醋液对生物质炭进行喷淋的步骤。进一步地，所得生物质炭的固定碳含量为60wt％以上，灰分为40％以下。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的生物质热解方法，先将生物质进行热解，生物质炭和气相产物，将气相产物进行分离得热解气、木醋液和木焦油，然后将木焦油返炉与生物质进行共同热解，木焦油中的轻组分能够转换为热解气，提高热解气的收率，其中的重组分与热解炉中的浮炭结合后黏附在炭化颗粒上，随炭颗粒出系统，同时也提高了生物质炭产量，其中，热解气收率提高5％以上，生物质炭收率增加12％以上。本专利技术提供的生物质热解方法，通过将木焦油返炉与生物质进行共同热解，从工艺前段即可将浮炭压下，防止热解气携带浮炭出系统，减少了热解气中浮炭的携带量和木焦油、木醋液中的固含量。木焦油中的重组分粘附到炭化颗粒上，由于木焦油中含有丰富的矿物元素和有机质，生物质炭的固定碳含量提高，灰分减少，提高了生物质炭的品质。2.本专利技术提供的生物质热解方法，控制生物质的含水率低于10wt％，粉碎，压缩造粒形成0.8-2cm的颗粒，减少了车间的粉尘含量，通过限定生物质颗粒的直径，均衡了温度梯度与挥发分或其它气态物挥发的需求，同时能提高生产效率。两次热解都是在无氧或限氧条件下进行，通过对热解条件及分离条件的选择，所得生物质炭的固定碳含量为65wt％以上，灰分为35％以下，所得木焦油50℃粘度低于378cp，固含量在15wt％以下，使其能够直接返回炭化炉进行二次热解，否则由于粘度大固含量高导致其不能实现管路输送，容易堵塞管路。3.本专利技术提供的生物质热解方法，采用专用的炭化炉，螺旋进料机和木焦油进油管的设置方式还能够保证炭化炉能够相对于螺旋进料机和木焦油进油管实现旋转，而木焦油进油管固定不动，这样保证了系统的密封性。所述密封结构的设置方式，一方面法兰盘对木焦油进油管能够起到支撑作用，另一方面，螺旋进料机、木焦油进油管、法兰盘、膨胀节以及密封圈之间的配合设置还能够防止外部的氧气进入气化炉内和炭化炉内部的气体泄漏，密封效果好。如果需要将木焦油进油管抽出来进行人工清理工作的时候，当木焦油进油管被抽出来的时候，关闭进油外管上的球阀就可以阻止炉内气体泄漏，可通过球阀对外管进行密封，防止炭化炉中的气体泄漏出来和系统中进氧气，操作方便。通过压力容器控制木焦油的进料速率，使进料稳定。若有异物堵塞进油管线的出口时，可以使用惰性气体进行冲压，对管线进行疏通工作，若有大量的异物堵塞进油管线而进行氮气充压无作用的情况下，此时需要对管线进行人工机械的清理，而之前充压的氮气憋在进油的管线中，此时可以从进油的管线上的泄压旁路和压力容器上的泄压口进行泄压，避免拆卸进油管线的过程中对人身造成伤害。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术采用的生物质炭化炉结构示意图；图2是本专利技术采用的压力容器的结构示意图。图中，1-外筒体，2-内筒体，3-燃烧喷嘴，4-螺旋进料机，5木焦油进油管，6-膨胀节，7-压力容器，8-进油口，9-惰性气体进口，10-出油口，11-进油管线，12-压力表，13-泄压口，14-导淋口，15-惰性气体预留口，16-泄压旁路，17-沉降装置，18-密封料仓，19-密封送料装置，20-法兰盘，21-密封圈，22-进油外管，23-球阀。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质热解方法，其特征在于，包括如下步骤：将生物质热解得生物质炭和气相产物，将气相产物分离得热解气、木醋液和木焦油；然后，将所述木焦油全部返回与生物质进行共同热解。

【技术特征摘要】
1.一种生物质热解方法，其特征在于，包括如下步骤：将生物质热解得生物质炭和气相产物，将气相产物分离得热解气、木醋液和木焦油；然后，将所述木焦油全部返回与生物质进行共同热解。2.根据权利要求1所述的生物质热解方法，其特征在于，所述生物质经过预处理，控制生物质的含水率低于10wt％，粉碎，压缩造粒形成0.8-2cm的颗粒。3.根据权利要求1或2所述的生物质热解方法，其特征在于，所述生物质热解的条件为在无氧或限氧条件下，460-500℃温度下进行热解。4.根据权利要求3所述的生物质热解方法，其特征在于，所述生物质热解的条件为在480℃热解1-2h。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张少明，付兴国，梁建如，
申请(专利权)人：北京三聚绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11