一种生物质螺旋热解工艺及解热装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种生物质螺旋热解工艺及解热装置。本发明专利技术采用螺旋热解工艺对生物质物料进行热解，生物质物料热解在热解反应器中进行，该物料由热解反应器上加入，高温烟气由热解反应器下部进入到烟气分仓室分流，生物质物料与烟气两者进入方向相反，由高温烟气来提供热解所需热量要求，经过裂解获得生物质炭及燃料。所述的解热装置热解反应器由外部圆筒、内部圆筒、保温系统和螺旋推进器组成。物料从上部进料口经过螺旋推进器缓慢进入热解器，底部高温烟气由下往上通过烟气分仓室对生物质热解。本发明专利技术的生物质螺旋热解工艺不仅可以利用有效的烟气余热资源，同时还可以制备生物质碳和燃料，方法简单可行，传热效果好，具有很好的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质螺旋热解工艺及解热装置。
技术介绍
全世界总能耗的七分之一来自生物质能，生物质能是唯一既具有矿物燃料属性，又 可储存、可再生、可转换等特点，并较少受自然条件制约的能源。生物质经过转化可以 成为有用的热能、电能和作为动力用的燃料及有价值的化学品。主要转换途径有直接燃 烧、热解气化和液化。目前，在各种可行的技术中，通过热化学处理将生物质转化为品 位更高、用途广的能源产品及化学品，在世界范围内引起了特殊的重视。生物质热解是在无氧或缺氧条件下，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。热解中生物质中的碳氢化合物都可转化为能源形式。和 焚烧相比，热解温度相对较低，处理装置较小，便于造在原料产地附近。生物废弃物的 热解是复杂的化学过程，包含分子键断裂，异构化和小分子的聚合等反应。通过控制反 应条件(主要是加热速率，反应气氛，最终温度和反应时间)，可得不同的产物分布。热 解中产生的少量中热值气体可用作系统内部的热源，气体中氮氧化合物的浓度很低，无 污染问题。生物质的优点是资源量大，价格比较便宜、含硫量低、灰分少、而且可以再 生，但它也有不利的一面，如水分多、单位热量低、容积大、资源分散、不利于收集、 贮存、运输等。不过这些不利因素是可以克服的，只要因地制宜地采取措施，利用人类 现有的科学技术，选择合理的技术方案，采用先进的工艺，发展新的能量转换方法，注 意提高生物系统的能量利用率和经济性，就能够使生物质资源得到有效地利用。根据固体生物质通过反应器的运动方式可将其划分为以下4种基本类型 (1)热解过程没有固体通过反应器的运动(例如分批处理反应器或间歇反应器)。(2)动态床或移动床(如高炉或竖炉等)。(3)由机械力引起的运动(例如转窑，旋转螺旋，转锥式等)。(4)由流体的流动引起的运动(例如流化床、喷射床，引射床等)。热解反应类型也可以根据对生物质的加热方式进行划分。 (1)利用部分生物质的燃烧热加热。(2)利用反应器外热气体加热。(3)利用加热介质加热。(4)利用反应器壁加热。在实际应用上，可根据上述生物质运动方式和加热方式进行组合。生物质热解 可以各种方式完成，主要目的生产哪一种主要产品，通常情况下，常压条件进行的，只 有温度是主要的运行参数了。可以用于生物质热解的反应器有如下类型固定床反应器、 流化床反应器、循环流化床、真空炉反应器、涡旋式反应器、转推式反应器。转推式反 应器的优点是生产生物油具有较高的选择性，在热解产品含有少量的稀释气体，与其它 的工艺相比具有较高的生物油产量。通过以上各类反应器比较，在以生产生物油为主要产品的工艺中，选用转推式反应器的闪速热解技术是最为理想的，它既具有较低的能 量成本，较少的载气不会稀释热解产品，可在常压下进行操作，又具有易放大生产的能 力
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质螺旋热解工艺，利用工厂的烟气余热资源制备 各种燃料和生物质炭。本专利技术的技术方案是该热解工艺采用烟气余热资源加热生物质，并运用烟气 分仓室对烟气进行分流，内部和外部同时对生物质进行传热，满足生物质热解所需的热 量条件。本专利技术采用螺旋热解装置对生物质进行热解，所述的解热装置由外部圆筒、内 部圆筒、保温系统和螺旋推进器组成，螺旋推进器置于内部圆筒内；螺旋推进器由一个 能相对于圆筒转动的中空圆筒转动轴，在中空圆筒转动轴上固定有螺旋叶片构成，中空 圆筒转动轴伸出端安装有变频电机，用来调节螺旋推进器的速度；内部圆筒的上下两端 分别有进料口腔和出料口，外部圆筒和内部圆筒均接到烟气端，内部圆筒烟气和外部圆 筒烟气跟物料方向相反，即由下往上通烟气，内部圆筒通道内安装有互相垂直的翅片用 来增大换热面积，外部圆筒烟气通道同样安装有垂直于轴心线的翅片数条，以增大换热 面积，很大程度上利用了烟气的余热；保温系统为外部圆筒外的保温材料。物料从上部 进料口经过螺旋推进器缓慢进入热解器，根据不同的物料特性，其停留时间根据转速调 节，底部接到高温烟气由下往上通过烟气分仓室调节烟气的流量，以达到生物质热解所 需的温度条件，经过裂解获得生物质炭及其他燃料。本专利技术的有益效果是1、本专利技术充分利用了工厂的烟气余热资源，换热效果好，很大程度上节约了能 源，避免用电炉进行加热增加成本，对节能减排有一定的积极意义。2、本专利技术可以控制转速来调节物料停留时间，满足不同生物质的热解要求。3、本专利技术可以监控不同温度区域的分布，满足不同生物质的热解条件。本专利技术适用于涉及工业烟气余热，并综合利用生物质来生产各种燃料和生物质 炭，根据不同地区的生物质分布和特性，该工艺适应各种颗粒状以及块状成型生物质的 热解。附图说明图1为本专利技术的生物质热解装置示意图。图2是图1的俯视图。图中，1 一烟气分仓室，2—螺旋叶片，3—保温材料，4一进料口，5—出料 口，6、7 —翅片，8-内筒9-外筒。具体实施例方式下面结合附图以实例进一步说明本专利技术的实质内容，但本专利技术的内容并不限于此。实施例1 如图1、2所示的热解装置由外部圆筒、内部圆筒和螺旋推进器组成，螺旋推进器置 于内部圆筒内；螺旋推进器由一个能相对于圆筒转动的中空圆筒转动轴，在中空圆筒转动轴上固定有螺旋叶片2构成，中空圆筒转动轴伸出端安装有变频电机；内部圆筒的上 下两端分别有进料口 4和出料口 5，外部圆筒和内部圆筒均接到烟气端，内部圆筒通道内 安装有互相垂直的翅片6用来增大换热面积，外部圆筒烟气通道同样安装有垂直于轴心 线的翅片7数条，外部圆筒外套有保温材料，保证热量最大限度的传给生物质。该解热 装置适应于各种形状的生物质颗粒，包括块状和颗粒，以满足各种燃料以及生物质炭的 制备。 圆筒上端是进料口，物料采用玉米 秸秆作为主要生物质，首先将玉米秸秆用粉 碎机粉碎后，制作成大小均勻的块状，通过试验获得的热解条件计算确定得到烟气的流 速为18米/秒，工厂里的烟气温度为1000°C，进入烟气分仓室1后，通过控制变频器调 节转速为100转/分钟，出口处的烟气温度为400°C，沿着解热装置长度的方向温度区域 控制在500°C左右，以便达到生物质热解条件，这样生物质从上面的进料口经螺旋叶片带 入，经过内外两侧的烟气传热，达到生物质热解所需温度条件，最后经过裂解获得的生 物质炭从出料口随转动的螺旋叶片带出，整个过程实现了生物质炭的制备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质螺旋热解工艺，其特征在于：采用螺旋热解工艺对生物质物料进行热解，生物质物料热解在热解反应器中进行，该物料由热解反应器上部加入，高温烟气由热解反应器下部进入到烟气分仓室分流，生物质物料与烟气两者进入方向相反，由高温烟气来提供热解所需热量要求，经过裂解获得生物质炭及燃料。

【技术特征摘要】
1.一种生物质螺旋热解工艺，其特征在于采用螺旋热解工艺对生物质物料进行热 解，生物质物料热解在热解反应器中进行，该物料由热解反应器上部加入，高温烟气由 热解反应器下部进入到烟气分仓室分流，生物质物料与烟气两者进入方向相反，由高温 烟气来提供热解所需热量要求，经过裂解获得生物质炭及燃料。2.根据权利要求1所述的生物质螺旋热解工艺，其特征在于所述的将生物质料粉碎后 进行成型，制作成大小均勻的块状生物质物料。3.权利要求1所述的生物质螺旋热解工艺所用的解热装置，其特征在于解热装置 由外部圆筒、内部圆筒、保温系统和螺旋推进器组成，螺旋推进器置于内部圆筒内；螺 旋推进器由一个能相对于圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，徐建新，胡建杭，王仕博，魏永刚，孟华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53