專利名稱：固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，屬于可再生能源利用技術領域。
背景技術：
隨著我國經濟和社會的快速發展，石油資源的消耗也在快速增長，石油對外依存度越來越高。與此同時，大量使用化石燃料所造成的溫室效應和環境污染也變得越來越嚴重。生物質熱解液化是有效利用生物質能的方式之一，其產品生物油可以作為燃油直接用于鍋爐等燃燒設備，也可經過催化加氫等改良處理替代柴油和汽油用于內燃機，還可以提取特殊的或有高附加值的化學品。因此，推廣和應用生物質熱解液化制取液體燃料的技術， 對于彌補我國石油資源不足、提高國家能源戰略安全、保障國民經濟可持續發展和保護生態環境等均具有重要意義，其經濟效益也將隨著燃油市場價格的上升而越來越顯著，該項技術必將會有廣闊的市場空間。生物質熱解制取液體燃料也是近年來世界上，特別是美國和歐盟國家，蓬勃發展的一個新興的高科技產業。西班牙Union Fenosa電力公司于1993 年建立的生物質喂入率為200kg/h的熱裂解示范廠以及荷蘭Twente大學的生物質技術集團(BTG)于2000年研制出的喂入率為200kg/h的改進型旋轉錐反應器熱解液化工藝，都是生物質熱解液化工藝系統的典型代表。國內的如公開(公告)號為CN101845314A的一種利用農林廢棄物生產生物油的新型熱解系統和公開(公告)號為CN101531910的生物質快速熱解液化系統也是生物質熱解液化工藝系統的具體形式。其缺點是反應裝置沒有利用加熱裝置的余熱，熱利用率不高，且生物質反應后的炭粉收集率較低。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種以固體顆粒為熱載體、熱套管做反應器以及采用慣性方式分離球和炭粉的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統。其技術方案為一種固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，包括蓄熱球加熱裝置、給料裝置、反應器、分離裝置、灰箱、熱解氣處理裝置和蓄熱球提升裝置，其中蓄熱球加熱裝置的第一蓄熱球出口經給料裝置連通反應器的進料口，反應器的出料口連通分離裝置，分離裝置的底部接灰箱，分離裝置頂部的熱解氣出口接熱解氣處理裝置，設置在分離裝置下端側壁的第二蓄熱球出口連通蓄熱球提升裝置的喂入端，蓄熱球提升裝置的輸出端接蓄熱球加熱裝置， 其特征在于反應器采用套管式反應器，包括同軸心套裝的內管和外管，其中內管的兩端敞口， 分別連通給料裝置的出口和分離裝置的入口，外管的兩端封閉，外管上端的側壁設有熱風出口，外管下端的側壁設有熱風進口，反應器沿軸向自上往下分成三部分傾斜的直管部分、弧形過渡部分和傾斜的直管部分，其中兩傾斜的直管部分的軸線呈80 120度；分離裝置包括分離箱和傾斜設置在分離箱內的篩板，其中內管底部自分離箱側壁的上端傾斜α角度探入分離箱內，α角為40 60度，篩板順應內管底部的出口方向傾斜、且與水平呈觀 50度，篩板的下端連接第二蓄熱球出口的底面，篩板的上端低于內管底部、且距內管探入分離箱的側壁300 400mm，篩板的上端與分離箱的側壁構成炭灰的下落口。所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，蓄熱球加熱裝置包括熱風爐和換熱器，其中熱風爐的一進風端接外管上端的熱風出口，熱風爐的熱風輸出端接換熱器，換熱器底部的第一蓄熱球出口連通給料裝置，換熱器頂端的蓄熱球入口連通蓄熱球提升裝置的輸出端，換熱器側壁上的出風口經設有閥門的管道分別連通外管上端的熱風進口或大氣。所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，給料裝置包括雙聯固體顆粒流量閥和生物質粉喂料機，其中雙聯固體顆粒流量閥采用專利號為200720160618. X的專利技術， 雙聯固體顆粒流量閥的物料進口連通換熱器底部的第一蓄熱球出口，雙聯固體顆粒流量閥的物料出口與生物質粉喂料機的出口一同連通內管頂端的入口。所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，分離裝置的底部出口經翻板密封閥接通灰箱。其工作原理為由蓄熱球加熱裝置加熱的蓄熱球與給料裝置中的生物質粉料一同喂入反應器的內管，蓄熱球加熱裝置輸出的熱風也送入反應器的外管，實現生物質在與蓄熱球0. 1-0. 5秒超短接觸時間內升溫至500°C左右，斷裂生物質中的高分子鍵，使生物質粉料在反應器內熱解成為不可凝氣體、生物油蒸汽和殘炭的混合物，輸出到分離裝置，由分離裝置進行炭灰、蓄熱球和熱解氣的分離，炭灰收集到灰箱，熱解氣進入熱解氣處理裝置進行分離冷凝處理，蓄熱球經蓄熱球提升裝置重新輸送到蓄熱球加熱裝置進行解熱，準備再次利用。本實用新型與現有技術相比，其優點是1、該裝置采用套管式反應器結構，蓄熱球循環利用，節約了能耗、提高了連續運行能力，工作性能優良。2、選用套管式反應器結構，結構簡單，且利用了供熱裝置的余熱，提高了熱利用效率。3、蓄熱球與生物質裂解后的炭粉采用慣性方式分離，陶瓷球與炭粉分離效果好， 炭粉收集率高。且分離箱體內的所有部件都是固定安裝，杜絕了因有傳動件帶來的不易密封的缺陷。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖中1、灰箱2、熱解氣處理裝置3、蓄熱球提升裝置4、第一蓄熱球出口 5、 熱解氣出口 6、第二蓄熱球出口 7、內管8、外管9、熱風進口 10、熱風出口 11、分離箱12、篩板13、下落口 14、熱風爐15、換熱器16、蓄熱球入口 17、出風口 18、 閥門19、管道20、雙聯固體顆粒流量閥21、生物質粉喂料機22、翻板密封閥23、蓄熱球
具體實施方式
在圖1所示的實施例中反應器采用套管式反應器，包括同軸心套裝的內管7和外
4管8，其中內管7的兩端敞口，分別連通給料裝置的出口和分離裝置的入口 ；外管8的兩端封閉，外管8上端的側壁設有熱風出口 10，外管8下端的側壁設有熱風進口 9 ；反應器沿軸向自上往下分成三部分傾斜的直管部分、弧形過渡部分和傾斜的直管部分，其中兩傾斜的直管部分的軸線呈90度。分離裝置包括分離箱11和傾斜設置在分離箱11內的篩板12，其中內管7底部自分離箱11側壁的上端傾斜α角度探入分離箱11內，α角為50度；與內管7的出口對應， 分離箱11另一側壁的下端設有連通蓄熱球提升裝置3的第二蓄熱球出口 6 ；篩板12順應內管7底部的出口方向傾斜、且與水平呈40度，篩板12的下端連接第二蓄熱球出口 6的底面，篩板12的上端低于內管7底部、且距內管7探入分離箱11的側壁350mm，篩板12的上端與分離箱11的側壁構成炭灰的下落口 13 ；分離箱11的底部經翻板密封閥22接通灰箱 1，頂部的熱解氣出口 5接熱解氣處理裝置2。蓄熱球加熱裝置包括熱風爐14和換熱器15，其中熱風爐14的一進風端接外管8 上端的熱風出口 10，熱風爐14的熱風輸出端接換熱器15 ；換熱器15底部的第一蓄熱球出口 4連通給料裝置，換熱器15頂端的蓄熱球入口 16連通蓄熱球提升裝置3的輸出端，換熱器15側壁上的出風口 17經設有閥門18的管道19分別連通外管8下端的熱風進口 9或大氣。給料裝置包括雙聯固體顆粒流量閥20和生物質粉喂料機21，其中雙聯固體顆粒流量閥20采用專利號為200720160618. X的專利技術，雙聯固體顆粒流量閥20的物料進口連通換熱器15底部的第一蓄熱球出口 4，雙聯固體顆粒流量閥20的物料出口與生物質粉喂料機21的出口一同連通內管7頂端。
權利要求1.一種固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，包括蓄熱球加熱裝置、給料裝置、反應器、分離裝置、灰箱(1)、熱解氣處理裝置( 和蓄熱球提升裝置(3)，其中蓄熱球加熱裝置的第一蓄熱球出口(4)經給料裝置連通反應器的進料口，反應器的出料口連通分離裝置， 分離裝置的底部接灰箱(1)，分離裝置頂部的熱解氣出口( 接熱解氣處理裝置O)，設置在分離裝置下端側壁的第二蓄熱球出口(6)連通蓄熱球提升裝置(3)的喂入端，蓄熱球提升裝置(3)的輸出端接蓄熱球加熱裝置，其特征在于反應器采用套管式反應器，包括同軸心套裝的內管(7)和外管(8)，其中內管(7)的兩端敞口，分別連通給料裝置的出口和分離裝置的入口，外管(8)的兩端封閉，外管(8)上端的側壁設有熱風出口(10)，外管(8)下端的側壁設有熱風進口(9)，反應器沿軸向自上往下分成三部分傾斜的直管部分、弧形過渡部分和傾斜的直管部分，其中兩傾斜的直管部分的軸線呈80 120度；分離裝置包括分離箱(11)和傾斜設置在分離箱(11)內的篩板(12)，其中內管(7)底部自分離箱(11)側壁的上端傾斜α角度探入分離箱(11)內，α角為40 60度，篩板 (12)順應內管(7)底部的出口方向傾斜、且與水平呈觀 50度，篩板(1 的下端連接第二蓄熱球出口(6)的底面，篩板(1 的上端低于內管(7)底部、且距內管(7)探入分離箱 (11)的側壁300 400mm，篩板(12)的上端與分離箱(11)的側壁構成炭灰的下落口(13)。
2.如權利要求1所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，其特征在于蓄熱球加熱裝置包括熱風爐(14)和換熱器(15)，其中熱風爐(14)的一進風端接外管(8)上端的熱風出口(10)，熱風爐(14)的熱風輸出端接換熱器(15)，換熱器(1 底部的第一蓄熱球出口⑷連通給料裝置，換熱器(15)頂端的蓄熱球入口(16)連通蓄熱球提升裝置(3)的輸出端，換熱器(15)側壁上的出風口(17)經設有閥門(18)的管道(19)分別連通外管⑶ 下端的熱風進口(9)或大氣。
3.如權利要求1所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，其特征在于給料裝置包括雙聯固體顆粒流量閥00)和生物質粉喂料機(21)，其中雙聯固體顆粒流量閥00)采用專利號為200720160618. X的專利技術，雙聯固體顆粒流量閥Q0)的物料進口連通換熱器(1 底部的第一蓄熱球出口 ，雙聯固體顆粒流量閥00)的物料出口與生物質粉喂料機的出口一同連通內管(7)頂端的入口。
4.如權利要求1所述的固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，其特征在于分離裝置的底部出口經翻板密封閥0 接通灰箱(1)。
專利摘要本實用新型提供一種固體蓄熱球加熱生物質熱解液化系統，其中蓄熱球加熱裝置的出口經給料裝置連通反應器的進料口，反應器的出料口連通分離裝置，分離裝置的底部接灰箱，頂部接熱解氣處理裝置，下端側壁的第二蓄熱球出口經蓄熱球提升裝置接蓄熱球加熱裝置，其特征在于反應器采用套管式反應器，包括同軸心套裝的內管和外管，其中內管的兩端分別連通給料裝置和分離裝置，外管的熱風出口和熱風進口分別連通蓄熱球加熱裝置；分離裝置包括分離箱和傾斜設置在分離箱內的篩板，其中篩板順應內管底部的出口方向傾斜，下端連接第二蓄熱球出口，篩板的上端與分離箱的側壁構成炭灰的下落口。該裝置節約能耗、連續運行能力和液體轉化率高、工作性能優良。
文檔編號C10B31/00GK202030708SQ20112011422
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優先權日2011年4月19日
發明者易維明, 李志合, 李永軍, 柏雪源 申請人:山東理工大學