一种生物质干馏及裂解一体化设备，包括主体；该主体包括：热解干馏室，设置在该主体的上部，对生物质原料进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括燃气、炭及焦油；裂解室，设置在该主体的下部并与该热解干馏室连通，对所述热解后产物中的焦油进行裂解以生成燃气；以及燃烧室，设置在该热解干馏室和该裂解室的外侧，为该热解干馏室和该裂解室供热。本发明专利技术采用热解干馏室和裂解室的一体化结构，在提高热效率的同时能够有效的控制热解干馏及裂解反应的进程，保证了产气量的均匀，并能同时生产活性炭。本发明专利技术还采用物料翻转及输送一体化装置在设备主体内进行物料翻转和输送，在设备运行时保证了对原料输送量和裂解反应时间的有效控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程的能源再生
，尤其是涉及一种生物质干馏及裂解一体化设备。
技术介绍
生物质能作为一种可再生能源，具有良好的发展前景。生物质热裂解技术是生物质能回收利用的一种重要方式。它是在一定的热力学条件下，通过提供有限氧或无氧的情况下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体的过程。但由于目前生物质热裂解产燃气中焦油含量高，缺少有效处理方法，已成为该技术进一步推广的主要障碍。生物质焦油是热裂解过程中产生的液体副产物，焦油主要为较大分子碳氢化合物的集合体。可以分析出的成分有200种，主要成分不少于20种，其中含量大于5%的有7 种，它们是苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油在低温)时凝结成液体，随温度的升高而呈气态，在没有催化剂条件下焦油裂解需要很高的温度(约为100(TC 1200°C )下能分解成小分子永久性气体(再降温时不凝结成液体)。焦油占可燃气能量的5% 10%，在低温下难以与可燃气一道被燃烧利用，民用时大部分焦油被浪费。焦油在低温下凝结成液体，容易和水、碳粒等结合在一起，堵塞输气管道，卡住阀门、抽风机转子，腐蚀金属；焦油难以完全燃烧，并产生碳黑等颗粒，对燃气利用设备如内燃机、燃气轮机等损害相当严重；焦油及其燃烧后产生的气体对人体是有害的。由此可见，可燃气中的焦油具有相当大的危害性，在使用可燃气前，必须尽量将它清除干净。对生物质焦油进行裂解就是在高温或催化剂的作用下，将焦油裂解为低分子燃气，不仅解决了焦油的危害问题，而且可以提高燃气产量和热值。生物质焦油的裂解，既提高了气化效率，又提高了合成气的利用价值，对发展和推广生物质高品位利用技术具有决定性意义。参阅图1，其为现有技术的生物质热解裂解设备的结构示意图。现有的生物质及焦油处理技术中，焦油裂解反应器与生物质热解反应器分为两个设备，焦油裂解反应器置于热解反应器后方，生物质热解后进入该焦油裂解反应器，焦油裂解反应器中还放置了两个同型号的热电偶以监测床温，焦油裂解反应器的加热方式、温控仪与热解反应器相同。这种方式的生物质热解裂解设备采用两套加热装置，在一定程度上要消耗大量的热能，同时热解后的气体需要通过管道通入裂解催化剂床层，在此过程中会有一部分的热损失，在节能方面存在一定的缺陷。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种集生物质干馏与高温裂解于一体的生物质干馏及裂解一体化设备，其采用热解干馏室和裂解室一体化结构，以紧凑而合理的设置实现热能利用效率的提高，降低热能损耗，同时实现对热解干馏及裂解反应进程的有效控制，使得生物质燃料在设备内得以充分反应。为实现本专利技术的目的，提供一种生物质干馏及裂解体化设备，包括主体，该主体包括热解干馏室，设置在该主体的上部，对生物质原料进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括燃气、炭及焦油；裂解室，设置在该主体的下部并与该热解干馏室连通，对所述热解后产物中的焦油进行裂解以生成燃气；以及燃烧室，设置在该热解干馏室和该裂解室的外侧，为该热解干馏室和该裂解室供热。根据本专利技术的实施例，该热解干馏室包括上部热解干馏室和下部热解干馏室，该下部热解干馏室伸入该裂解室中且其内径小于该上部热解干馏室，在该热解干馏室上侧部设置与之连通的原料进口，所述生物质原料从该原料进口进入该热解干馏室。根据本专利技术的实施例，该裂解室与该热解干馏室之间通过该下部热解干馏室的底部直接相通，在该裂解室上侧部设置与之连通的燃气出口，用以排出燃气，在该裂解室底部设置有插板阀和锁气翻板卸灰阀，用以定期排出同态的裂解后产物。根据本专利技术的实施例，在该裂解室下侧部还设置有水蒸汽输送管，将水蒸汽引入该裂解室中以与所述热解后产物中的炭进行水煤气反应，生成燃气和活性炭。根据本专利技术的实施例，在该燃烧室上侧部设置有烟气出口，在该燃烧室下侧部设置有与之连通的燃料进口，在该燃烧室下部还设置有清灰门用以定期清理该燃烧室中的燃烧后灰烬。根据本专利技术的实施例，该主体为圆筒状，该热解干馏室和该裂解室与该燃烧室呈同心圆状排列。根据本专利技术的实施例，该主体高为2. 0-4. 0米。根据本专利技术的实施例，该热解干馏室的工作温度为500°C -600°C，该裂解室的工作温度为 IOOO0C -1200°c。为实现本专利技术的目的，还提供一种生物质干馏及裂解系统，其包括如上所述的生物质干馏及裂解一体化设备，该系统还包括物料翻转及输送一体化装置，竖直伸入该生物质干馏及裂解一体化设备的热解干馏室中，在该热解干馏室中进行原料的翻转，并从该热解干馏室向该裂解室输送热解后产物。根据本专利技术的实施例，该物料翻转及输送一体化装置包括变频电机，设置在该热解干馏室上方；中心旋转轴，在该变频电机驱动下旋转；以及多个叶片，设置在该中心旋转轴上并位于该热解干馏室中，其中当该中心旋转轴带动所述叶片旋转时，所述叶片的尺寸和旋转方向被设置为使得该上部热解干馏室中的物料向上翻转，该下部热解干馏室中的物料向下输送。根据本专利技术的实施例，其中，所述多个叶片被分成上部叶片、中部叶片和下部叶片共三部分，上部叶片的外径大于中部和下部叶片的直径，且上部叶片的旋转方向与中部和下部叶片相反，中部叶片的螺距小于上部和下部叶片。根据本专利技术的实施例，该系统还包括原料斗及螺旋输送机，生物质原料通过该原料斗和该螺旋输送机而从原料进口输送至该热解干馏室中；以及燃料斗及鼓风机，燃料通过该燃料斗进入与之相连的燃料管道，同时由该鼓风机将空气鼓入该燃料管道中，该燃料管道中的燃料和空气从燃料进口进入燃烧室。根据本专利技术的实施实例，该系统所述使用的鼓风机为罗茨风机，保证燃料管道内燃料充分燃烧所需的空气量。根据本专利技术的实施例，该系统还包括水封，通过燃气排出管与该生物质干馏及裂解一体化设备的燃气出口连通，且该水封另有出口与大气相通，用于调节热解干馏室和裂解室的内部压力。根据本专利技术的实施例，该系统还包括余热利用锅炉，通过管道与该生物质干馏及裂解一体化设备的烟气出口连通，该余热利用锅炉内装有软化水，利用燃烧室产生的燃烧烟气的热量将软化水转化为水蒸汽，并将所述水蒸汽通过水蒸汽输送管引入裂解室中，用来与来自热解干馏室的热解后产物中的炭进行水煤气反应，生成燃气和活性炭。本专利技术设备采用热解干馏室和裂解室一体化结构，以紧凑而合理的设置实现了热能利用效率的提高，降低了热能损耗。在提高热效率的同时还能够有效的控制热解干馏及裂解反应的进程，并保证了产气量的均勻。本专利技术设备采用物料翻转及输送一体化装置，保证了设备运行中对原料输送量的有效控制。附图说明图1为现有技术的生物质热解裂解设备的结构示意2为本专利技术的生物质干馏及裂解一体化设备结构示意图；图3为本专利技术的生物质干馏及裂解系统的配置示意图。其中的附图标记说明如下1、热解干馏室；2、裂解室；3、燃烧室；4、水蒸汽输送管；5、原料进口 ；6、燃料进口 ； 7、燃气出口 ；8、烟气出口 ；9、插板阀；10、锁气翻板卸灰阀；11、清灰门；12、物料翻转及输送一体化装置；121、变频电机；122、中心旋转轴；123、叶片(请在图2中标注121、122和123) (已标)；14、原料斗；15、螺旋输送机；16、燃料斗；17、鼓风机；18、余热利用锅炉；19、水封。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种生物质干馏及裂解一体化设备，包括主体，该主体包括：热解干馏室（１），设置在该主体的上部，对生物质原料进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括燃气、炭及焦油；裂解室（２），设置在该主体的下部并与该热解干馏室（１）连通，对所述热解后产物中的焦油进行裂解以生成燃气；以及燃烧室（３），设置在该热解干馏室（１）和该裂解室（２）的外侧，为该热解干馏室（１）和该裂解室（２）供热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪叶，魏晓明，徐冬利，
申请(专利权)人：北京联合创业环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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