生物质浆态雾化热裂解工艺和装置制造方法及图纸

一种生物质浆态雾化热裂解工艺和装置，所述的工艺的流程包括以下步骤：搅拌混合、气化、气固分离、冷凝集油，本发明专利技术的装置通过管道与搅拌机的输出端依次顺序连接的螺杆泵、在线研磨机、Ⅰ级在线过滤器、浆态生物质储罐、供浆泵、Ⅱ级在线过滤器、雾化喷枪、热裂解反应器、旋风分离器、气－气热交换器、汽－水热交换器和集油器。所述的生物质包括农作物秸秆、其他植物秸秆、树枝和木屑。本发明专利技术由于采用浆态雾化反应器，其优点是浆态的生物质雾化效果好，温度场稳定，浆态雾化实现了气料与物料的均匀混合，为充分地热裂解提供了保证，提高了热裂解效果和材料的利用率；设备结构紧凑，投资费用低，工艺采用连续式循环操作，生产效率高，产油量大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质燃料油的制备工艺及实施该工艺的专用设备，属于生物 质能利用

技术介绍
生物质是一种清洁的可再生能源，将生物质资源转换成生物质能的方法有许多 种，不同的转换方法和工艺过程可获得诸如液体、固体、气体等不同形态的生物质 能。从提高能量密度，便于储存和运输的角度来看，使生物质资源转换为液体(生 物油)应最为理想。然而将生物质资源转换为液体生物油是一个尚未成熟的技术，国外的研究工作虽然已有近30年，尚处于工业性试验阶段，国内在这方面的研究 尚处于起步阶段。将生物质资源制成浆态(固-液混合物)，利用生物质浆态雾化热 裂解装置制备生物质燃料油的方法，尚未见文献报道。现有的各种生物质热裂解方 法所采用的工艺和装置存在着温度场不均匀不稳定，物料混合不均匀，能耗高，结 构复杂庞大，设备投资费用高等诸多缺点。固态的生物质为粉末状态，雾化效果不 好，这也是目前热裂解工艺不能产业化应用的主要原因。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质浆态雾化热裂解工艺和装置，以便能够将低品 位的生物质能转换成高品位的液体燃料，解决现有技术存在的温度场不均匀稳定， 物料混合不均匀，能耗高，结构复杂庞大，设备投资费用高的问题。本专利技术的技术方案是一种生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于所述的工艺的流程包括以下步骤(1) 搅拌混合将生物质粉粒与生物质油按照适当的比例拌和成浆态生物质；(2) 气化将所述的浆态生物质送入热裂解反应器内在高温气体作用下气化；(3) 气固分离用旋风分离器将所述的气化生物质分离为部分炭粒子和含生 物质气体，并用炭收集器将分离出的部分炭粒子收集；(4)冷凝集油依次用气-水换热器和集油器将含生物质气体冷凝成生物质燃料油；所述的生物质包括农作物秸秆、其他植物秸秆、树枝和木屑。 在所述的气固分离步骤中采用气-气换热器对分离后的高温气体进行一次降溫，由此获得的热量作为所述的气化步骤中的热裂解反应器的加热能源；经一次降温后的气体温度为400-450°C,该气体进入所述的气-水换热器用水二次降温至40°C ，再经所述的集油器将生物质气体冷凝成生物质燃料油。所述的冷凝集油步骤中分离出的非凝气体作为所述的气化步骤中的反应器的燃料气体。所述的搅拌混合步骤中的生物质粉粒由变频调速螺旋输送机经电子皮带种连 续送入搅拌机，同时由变频调速热水泵经流量计连续按重量份的比例加入生物质粉 粒和生物质油，其中生物质油所占比例至少为40%;在搅拌机内拌和成浆态生物质。所述的浆态生物质由螺杆输浆泵，经在线过滤器后通过雾化喷枪喷入所述的热 裂解反应器，变频调节螺杆输浆泵的转速可连续调节浆态生物质的喷入量；所述的 热裂解反应器用加热炉加热至500 ~ 550°C,持续20 ~ 40分钟。一种实施权利要求1所述的生物质浆态雾化热裂解工艺的装置，其特征在于 该装置包括搅拌机，该搅拌机的输出端通过管道依次顺序连接有螺杆泵、I级在线 过滤器、雾化喷枪、热裂解反应器、旋风分离器、气-水热交换器和集油器；在所述 的旋风分离器的底端连接有炭收集器，在所述的热裂解反应器加热端连接有加热装 置。在所述的螺杆输浆泵与I级在线过滤器之间连接有在线研磨机；在所述的I级 在线过滤器与雾化喷枪之间依次连接有浆态生物质储罐、供浆泵和II级在线过滤 器；所述的加热装置为加热炉，在所述的集油器设有用于排出非凝气体的气体出口， 该非凝气体一部分作为燃料并通过风机输送到所述的加热炉，另一部分作为浆态生 物质的雾化介质通过一 高压风机连接到所述的雾化喷枪的气体接口 。在所述的旋风分离器与气-水热交换器之间连接有气-气换热器的一端，该换热 器的另 一端用于加热输入到所述的加热炉的非凝气体。在所述的搅拌机的输入口与一螺旋输送机的输出端连接，螺旋输送机的输入端 与一生物质粉粒料仓的出口连接。本专利技术由于采用浆态雾化反应器，其优点是浆态的生物质雾化效果好，温度场 稳定，浆态雾化实现了气料与物料的均匀混合，为充分地热裂解提供了保证，提高了热裂解效果和材料的利用率；设备结构紧凑，投资费用低，工艺采用连续式循环 操作，生产效率高，产油量大。附图说明图1为本专利技术生物质浆态雾化热裂解工艺的基本流程图； 图2为本专利技术生物质浆态雾化热裂解工艺实施例的流程图； 图3为本专利技术生物质浆态雾化热裂解装置实施例的构成示意图。 附图标记说明1、生物质粉粒料仓，2、调速螺旋输送机，3、搅拌机，4、螺 杆输浆泵，5、在线研磨机，6、 I级在线过滤器，7、浆态生物质储罐，8、供浆泵， 9、 II级在线过滤器，10、雾化喷枪，11、热裂解反应器，12、旋风分离器，13、 气-气热交换器，14、汽-水热交换器，15、集油器，151、非凝气体出口， 17、加热 炉，18、生物油储罐，19、高压风机，21、低压风机，22、炭收集器。具体实施例方式参见图1,本专利技术的基本工艺流程为(1) 搅拌混合将生物质粉粒与生物质油按照适当的比例拌和成浆态生物质。(2) 气化将所述的浆态生物质送入热裂解反应器内在高温气体作用下气化。(3) 气固分离用旋风分离器将所述的气化生物质分离为部分炭粒子和含生 物质气体，并用炭收集器将分离出的部分炭粒子收集。(4) 冷凝集油依次用气-水换热器和集油器将含生物质气体冷凝成生物质燃料油。所述的生物质包括农作物秸秆、其他植物秸秆、树枝和木屑。 参见图2，本专利技术一个具体的工艺过程实施例包括1、 将30-50目的生物质粉粒由变频的调速螺旋输送机经电子皮带种连续送入搅 拌机，同时由变频调速热水泵经流量计连续按4重量份生物质粉粒对6重量份生物 质油(生物质油的比例至少为40%,否则浓度太大不能有效雾化。当然生物质油的 比例不能太大，否则生产效率太低。生物质油的比例一般在40% ~80% )的比例加 生物质油(初次生产时可采用柴油)，在搅拌机内搅拌混合成浆态生物质。2、 由螺杆泵经在线过滤器通过喷枪将浆态生物质喷入反应器，变频调节螺杆 泵的转速可连续调节浆态生物质的喷入量，浆态生物质在高温气体(500-550°C )作 用下气化。3、 气化生物质进入旋风分离器分离，部分炭粒子分离进入炭收集器，气体进 入气-气交换器，使生物质气体降温，气-气交换器是为了节省加热的能源。4、 经气-气热交换后，400-45(TC的气体进入气-水换热器再用水降温至约4(TC, 经集油器含生物质气体冷凝成生物质燃料油。本实施例中的生物质为木屑，在较高的升降速率条件下，经热裂解后生成液体 (生物质燃料油)、气体(非凝气体)、固体(炭)三种产品。参见图3,本专利技术的生物质浆态雾化热裂解装置包括通过管道与搅拌机3的 输出端依次顺序连接的螺杆泵4、在线研磨机5、 I级在线过滤器6、浆态生物质储 罐7、供浆泵8、 1I级在线过滤器9、雾化喷枪IO、热裂解反应器ll、旋风分离器 12、气-气热交换器13、汽-水热交换器14和集油器15。在所述的旋风分离器12的 底端连接有炭收集器22,在所述的热裂解反应器11的加热端(底端)连接有加热 炉17。在所述的集油器15设有用于排出非凝气体的气体出口 151,该非凝气体一 部分通过风机21送入加热炉17,作为燃料；非凝气体的另一部分通过高压风机19 连接到雾化喷枪10作为浆态生物质的雾化介质。可采用惰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于：所述的工艺的流程包括以下步骤：　（１）搅拌混合：将生物质粉粒与生物质油按照适当的比例拌和成浆态生物质；　（２）气化：将所述的浆态生物质送入热裂解反应器内在高温气体作用下气化；　（３ ）气固分离：用旋风分离器将所述的气化生物质分离为部分炭粒子和含生物质气体，并用炭收集器将分离出的部分炭粒子收集；　（４）冷凝集油：依次用气－水换热器和集油器将含生物质气体冷凝成生物质燃料油；　所述的生物质包括农作物秸秆、其他植物 秸秆、树枝和木屑。

【技术特征摘要】
1、一种生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于所述的工艺的流程包括以下步骤(1)搅拌混合将生物质粉粒与生物质油按照适当的比例拌和成浆态生物质；(2)气化将所述的浆态生物质送入热裂解反应器内在高温气体作用下气化；(3)气固分离用旋风分离器将所述的气化生物质分离为部分炭粒子和含生物质气体，并用炭收集器将分离出的部分炭粒子收集；(4)冷凝集油依次用气-水换热器和集油器将含生物质气体冷凝成生物质燃料油；所述的生物质包括农作物秸秆、其他植物秸秆、树枝和木屑。2、 根据权利要求1所述的生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于在所述 的气固分离步骤中采用气-气换热器对分离后的高温气体进行一次降温，由此获得 的热量作为所述的气化步骤中的热裂解反应器的加热能源；经一次降温后的气体温 度为400-450°C,该气体进入所述的气-水换热器用水二次降温至40°C,再经所述的 集油器将生物质气体冷凝成生物质燃料油。3、 根据权利要求1所述的生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于所述的 冷凝集油步骤中分离出的非凝气体作为所述的气化步骤中的反应器的燃料气体。4、 根据权利要求l所述的生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于 所述的搅拌混合步骤中的生物质粉粒由变频调速螺旋输送机经电子皮带种连续送入搅拌机，同时由变频调速热水泵经流量计连续按重量份的比例加入生物质粉 粒和生物质油，其中生物质油所占比例至少为40%;在搅拌机内拌和成浆态生物质。5、 根据权利要求l所述的生物质浆态雾化热裂解工艺，其特征在于 所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱复东，
申请(专利权)人：朱复东，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]