本发明专利技术公开了一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置及方法，装置中的供气装置经气体混配器调节后，分别连通有两路气路；第一气路依次经气体预热器和气体缓冲罐后，通入流化床反应器的底部；第二气路依次与料仓和内置进料螺旋的进料管道相连通；进料管道与流化床反应器相连通以用于送料；流化床反应器的顶部通过管路经旋风分离器后与固定床催化反应器的顶部相连通，固定床催化反应器的底部通过管路连通分级冷凝单元；分级冷凝单元的出口端与气体过滤器的底部相连通，气体过滤器的顶部出气口外接用于检测气体组分的气相色谱仪。本发明专利技术利用气体混配器进行气氛和压力的调节，可以进行多气氛条件下的加压热解研究。以进行多气氛条件下的加压热解研究。以进行多气氛条件下的加压热解研究。
【技术实现步骤摘要】
一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置及方法
[0001]本专利技术属于可再生能源领域，具体涉及一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置及方法。
技术介绍
[0002]废弃生物质原料直接热解产生的液态产物，产率低、品质差，严重制约了热解技术的发展和应用，通过加压热解在线催化的方式可以生产高品质的清洁液体燃料，代替或者部分代替化石燃料，达到保障能源安全和减少环境污染的目的。通过调节加压热解反应器反应条件，利用在线催化的方式生产液体燃料，可以克服直接热解时大分子物质裂解不充分，化学键随机断裂所造成的液态产物含水率高、热值低、目标产物含量低等缺点，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
[0003]中国专利申请号为：CN201310128528.2，名称为：煤炭气化的加压流化床工艺及加压流化床系统。该项技术的不足之处在于：采用输送气加压给料，如果采用高温输送气，则物料会在料仓中或者输送管路中气化；如果采用低温输送气，则可以避免物料在未达到流化床是热解，但是大量低温气体携带物料进入流化床，会形成造成流化床内气流扰动较大，难以形成稳定的流化状态和难以维持设定的反应温度。采用水洗进行除尘，会产生一定量的废水，可能造成潜在的环境污染风险。中国专利申请号为：CN201380016610.4，名称为：用于起动加压流化床焚烧炉系统的方法。该项技术的不足之处在于：利用含水物料燃烧供应系统启动的所需的部分能量和载气，增加了系统的复杂性、操作难度和运转的不稳定性。并且物料中含有的70％
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85％水的温度也是常温，进入高温的加压流化床同样会引起床料的热震，造成床料破裂和耗损。中国专利申请号为：CN201910744203.4，名称为：一种加压流化床高湿污泥焚烧供料系统及焚烧供料方法。该项技术的不足之处在于：污泥的供料过程中，需要加入调制药剂(硫酸亚铁、醋酸)来使物料脱水。这些药剂可能进入加压流化床及其管路中，造成设备的腐蚀和老化；也可能进入生物发酵污水处理设备，对生物发酵效果造成负面影响。
[0004]因此，亟需提供一种能利用生物质废弃物制备烃类液体燃料的工艺。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置及方法。
[0006]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一目的在于提供一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置，其包括供气装置、流化床反应器、固定床催化反应器和分级冷凝单元；
[0008]所述供气装置经气体混配器调节后，分别连通有两路气路；第一气路依次经气体预热器和气体缓冲罐后，通入流化床反应器的底部；第二气路依次与用于储存生物质废弃物的料仓和内置进料螺旋的进料管道相连通；所述进料管道为竖直方向倾斜的管道，外部
设有冷凝水套管，其位于高处的一端与料仓底部相连通，位于低处的一端与流化床反应器相连通以用于送料；
[0009]所述流化床反应器的顶部通过管路经旋风分离器后与固定床催化反应器的顶部相连通，固定床催化反应器的底部通过管路连通分级冷凝单元；所述分级冷凝单元包括依次连通的多级油浴冷凝器和外接静电高压发生器的静电捕集冷凝器；分级冷凝单元的出口端与气体过滤器的底部相连通，气体过滤器的顶部出气口外接用于检测气体组分的气相色谱仪。
[0010]作为优选，所述供气装置为气瓶；气体混配器经气路开关后分为两路气路；多级油浴冷凝器为三级油浴冷凝器。
[0011]作为优选，所述冷凝水套管的下部设有冷凝水进口，上部设有冷凝水出口。
[0012]作为优选，所述气体缓冲罐的出气端设有第一测温测压装置，流化床反应器的顶部设有第二测温测压装置，催化固定床上设有第三测温测压装置。
[0013]作为优选，所述第一测温测压装置、第二测温测压装置和第三测温测压装置均为热电偶和压力表组合而成的测量装置。
[0014]作为优选，所述旋风分离器的底部连通有固态产物收集器。
[0015]作为优选，所述多级油浴冷凝器和静电捕集冷凝器的底部均设有液态产物收集器。
[0016]作为优选，所述气体过滤器的出气口通过设有流量计的管路与废气处理单元连通。
[0017]作为优选，所述气体过滤器的出气口通过设有流量计的管路经由气体增压机作用后回用至气体缓冲罐中。
[0018]本专利技术的第二目的在于提供一种根据上述任一所述的多气氛加压流化床装置制备烃类液体燃料的方法，其具体如下：
[0019]首先进行冷态试验，具体如下：
[0020]将气体混配器的压力参数调节至目标值，开启气路开关，保证多气氛加压流化床装置不漏气且各部件运转正常；
[0021]其次进行热态试验，具体如下：
[0022]开启气路开关，通过调节气体混配器、气体预热器和静电高压发生器，对多气氛加压流化床装置中的气体流速、温度、压力和静电压强进行校准和调试；开启气相色谱仪检测气体过滤器出气口流出的气体组成，待检测结果中氧气浓度减低为零时，开启料仓对流化床反应器进料；
[0023]料仓中的生物质废弃物进入进料管道后，在重力作用、气动作用和进料螺旋的输送作用下，通入流化床反应器；同时，供气装置内的气体经气体预热器加热至目标温度，通过气体缓冲罐的缓冲作用后，从底部通入流化床反应器；气体和生物质废弃物在流化床反应器内发生热解反应，生成热裂解蒸汽；热裂解蒸汽通过旋风分离器除去蒸汽中夹带的固体物质，随后进入固定床催化反应器进行催化反应；经催化反应后得到的气体产物经分级冷凝单元不同温度下的冷凝液化后，得到不同馏分的生物质热解液体燃料；未能冷凝液化的残余气体经气体过滤器处理后进入气相色谱仪进行残余气体组分的检测。
[0024]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0025]本专利技术利用气体混配器进行气氛和压力的调节，可以进行多气氛条件下的加压热解研究；装置采用倾斜进料，进料口与反应器呈现一定的角度，利用重力作用、螺旋输送作用、气动作用等多种方式耦合进料，解决生物质物料架桥、阻塞等进料难题；装置采用流化床反应器与催化固定床耦合连接，使热解充分，并且实现在线催化提质操作；装置采用三级油浴系统进行冷凝，方便收集不同馏分的生物质热解液体燃料；装置可以采用气体增压机，对不可冷凝气体进行回收和资源化利用，减少生物质废弃物资源化利用对环境的不良影响。
附图说明
[0026]图1为本专利技术装置的第一种结构示意图；
[0027]图2为本专利技术装置的第二种结构示意图；
[0028]图中附图标记为：1供气装置，2气体混配器，3气路开关，4料仓，5进料螺旋，6冷凝水套管，7冷凝水进口，8冷凝水出口，9气体预热器，10气体缓冲罐，11第一测温测压装置，12流化床反应器，13第二测温测压装置，14旋风分离器，15固态产物收集器，16固定床催化反应器，17第三测温测压装置，18多级油浴冷凝器，19液态产物收集器，20静电高压发生器，21静电捕集冷凝器，22气体过滤器，23气相色谱仪本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置，其特征在于，包括供气装置(1)、流化床反应器(12)、固定床催化反应器(16)和分级冷凝单元；所述供气装置(1)经气体混配器(2)调节后，分别连通有两路气路；第一气路依次经气体预热器(9)和气体缓冲罐(10)后，通入流化床反应器(12)的底部；第二气路依次与用于储存生物质废弃物的料仓(4)和内置进料螺旋(5)的进料管道相连通；所述进料管道为竖直方向倾斜的管道，外部设有冷凝水套管(6)，其位于高处的一端与料仓(4)底部相连通，位于低处的一端与流化床反应器(12)相连通以用于送料；所述流化床反应器(12)的顶部通过管路经旋风分离器(14)后与固定床催化反应器(16)的顶部相连通，固定床催化反应器(16)的底部通过管路连通分级冷凝单元；所述分级冷凝单元包括依次连通的多级油浴冷凝器(18)和外接静电高压发生器(20)的静电捕集冷凝器(21)；分级冷凝单元的出口端与气体过滤器(22)的底部相连通，气体过滤器(22)的顶部出气口外接用于检测气体组分的气相色谱仪(23)。2.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述供气装置(1)为气瓶；气体混配器(2)经气路开关(3)后分为两路气路；多级油浴冷凝器(18)为三级油浴冷凝器。3.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述冷凝水套管(6)的下部设有冷凝水进口(7)，上部设有冷凝水出口(8)。4.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述气体缓冲罐(10)的出气端设有第一测温测压装置(11)，流化床反应器(12)的顶部设有第二测温测压装置(13)，催化固定床(16)上设有第三测温测压装置(17)。5.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述第一测温测压装置(11)、第二测温测压装置(13)和第三测温测压装置(17)均为热电偶和压力表组合而成的测量装置。6.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述旋风分离器(14)的底...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆仲泱，蔡文飞，王凯歌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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