基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，生物質顆粒由底飼加料室加入，由噴動風輸運進入熱解反應器內，經由導向管、噴泉區發生劇烈熱解反應；未及反應的較大的生物質顆粒隨循環介質經環隙區形成內循環；催化劑以及未反應的微小的生物質顆粒隨熱解氣脫離反應區后，經旋風分離器、返料器重新回到底飼加料室形成外循環，再次發生熱解反應。本裝置可以很好地滿足生物質熱解技術的短氣相停留時間同時固相充分反應的要求，并且結構簡單易于放大；同時催化劑顆粒的外部循環及其與生物質顆粒在底飼加料室的提前預混和預熱，有利于兩者的直接高效接觸與充分混合，可有效提高催化劑利用效率，減少催化劑用量。
【專利說明】基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，用于制取生物燃油，屬于可再生能源利用技術。
【背景技術】
[0002]生物質快速熱解制取生物燃油(bio-oil)是一種高效清潔的生物質能現代利用技術。快速裂解技術可以將低品質的生物質轉化為高品質的生物油，得到的生物燃油用途廣泛，可以在一定程度上代替石油直接做燃料，也可制成清潔環保型動力燃料，還可以從中提取具有商業價值的化工產品，是一種可再生的新型液體能源。我國是農業大國，農林廢棄物量相當可觀，2012年農作物秸桿產量為7.3億噸，相當于3.5億噸標準煤，林業固廢也達到
5.2億噸。這些農林廢棄物(尤其農業秸桿)的不合理處置(棄置、焚燒)不僅造成能源浪費，也帶來日益明顯的空氣污染等環境問題。在我國發展高效清潔的生物質燃油技術對于緩解我國能源危機以及日益嚴重的環境問題具有十分重要的意義。
[0003]生物質熱解是指生物質經粉碎、干燥后，在完全沒有氧或缺氧的條件下快速加熱發生熱解，產生熱裂解氣和炭，并快速冷卻熱裂解氣使其中可凝成分轉變成液體生物燃油，最終生成木炭、生物油、和不可冷凝氣體的過程。熱解工藝是生物質熱解技術的關鍵，直接決定生物油的成本和品質。目前我國在生物質熱解技術方面的研究較為薄弱且進展緩慢，而反應器的開發是約束熱解技術規模化應用的主要技術難題。其主要難點之一在于:在生物質熱解過程中，產生的熱解氣必須快速淬冷以避免焦油發生二次裂解，進而影響生物油的產量，因此熱解過程通常需要盡量縮短氣體停留時間，使揮發產物迅速離開反應器；而較高的氣體速度又會導致生物質在反應器中總停留時間過短造成反應不完全，熱解氣中含有微小顆粒雜質以及結焦磨損等問題。`
[0004]目前已有的生物快速熱解技術主要有流化床、循環流化床、真空移動床、旋轉錐等，它們在實踐生產中都存在一定缺陷。例如，流化床反應器對原料粒徑要求苛刻，生物質原料的加工處理成本大，同時流化床內強烈的氣固作用導致氣體產物中含有較多難以被常規分離器完全除去的微小固體雜質，影響生物油品質。循環流化床反應器則存在生物質與熱載體混合不均、生物質在反應器中停留時間過短以及結焦磨損等問題，并且不易大型化使用。中國專利CN201473491U提出的噴動流化床熱解分級冷凝制取生物油裝置一定程度上解決了上述問題，但仍無法解決氣速過快時生物質反應不完全與氣速過慢時容易產生二次裂解反應的矛盾。
【發明內容】
[0005]發明目的:針對生物質快速熱解過程中，氣速過快時生物質來不及完全反應且容易被攜帶出床體和氣速過慢時容易產生二次裂解反應的矛盾，本發明提出一種基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，以制取生物燃油。
[0006]技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:[0007]基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，包括雙螺旋加料器、底飼加料室、熱解反應器、旋風分離器和返料室；
[0008]所述雙螺旋加料器的出料口接入底飼加料室的入料口，在底飼加料室的上部設置有出料口，與出料口相對的另一側設置有返料口，在底飼加料室的側面均勻布置有噴動風A接入口，在底飼加料室的底部排料口處設置有底部排料斗，排料斗底部與球閥相連；所述底飼加料室的入料口和返料口均位于噴動風A接入口的上方；
[0009]所述熱解反應器豎直布置，其外側敷設第一加熱電阻，其頂部設置有循環介質加料口，其內側同軸布置有錐形布風板、導向管和錐形穩流擋板；所述錐形布風板上均勻布置有風孔，其下方的小端口作為熱解反應器下端的入料口、通過豎直的噴動風入口管道與底飼加料室的出料口相接，其上方的大端口沿邊與熱解反應器的內壁接觸，在錐形布風板上方的大端口沿邊下方的熱解反應器側壁上設置有流化風B接入口 ；所述導向管下端低于錐形布風板上方的大端口沿邊、上端高于錐形布風板上方的大端口沿邊；所述錐形穩流擋板的尖部在上，整體置于導向管的上方并與導向管之間存在間隙；所述循環介質加料口上設置有密封球閥；
[0010]所述旋風分離器的入料口與熱解反應器上端的出料口相接，旋風分離器上方的排氣口作為出料口，旋風分離器下方的排灰口作為返料口；
[0011]所述返料室的入料側通過豎直管與旋風分離器的返料口相接，出料側通過向下傾斜的斜管與底飼加料室的返料口相接，在返料室的入料側設置有返料松動風C接入口，在返料室的出料側設置有返料 器流化風D接入口。
[0012]生物質由雙螺旋加料器送入底飼加料室，由噴動風A攜帶進入熱解反應器內部。在進入熱解反應器之前，生物質在底飼加料室內與再熱過的噴動風A相遇，得到進一步的干燥和一定程度的預熱。熱解反應器內裝有石英砂為循環介質，循環介質和催化劑顆粒事先由循環介質加料口加入熱解反應器。在熱解反應器外部第一加熱電阻的作用下，熱解反應器內部溫度可穩定在600°C左右。
[0013]噴動風攜帶生物質顆粒在導向管內形成中心噴動區，脫離導向管后繼續向上形成噴泉區。在中心噴動區和噴泉區，生物質發生快速裂解反應，反應生成的裂解氣以及微小的催化劑顆粒隨噴動風快速脫離熱解反應器，進入旋風分離器。石英砂、催化劑顆粒以及未反應的生物質顆粒隨噴泉降落到導向管和熱解反應器壁面之間(環隙區)，顆粒在環隙區以較慢的速度下移直至錐形布風板和熱解反應器壁面之間(底部錐形區)，在錐形布風板下方的小端口附近與噴動風相遇，再次被噴動風攜帶，形成內循環。內循環的過程保證了生物質顆粒在床體中停留足夠的時間。由于生物質需要噴動風將其從底飼加料室輸運至熱解反應器內部，熱解反應器通常運行在較大的噴動風速下，部分未及時反應的生物質顆粒也可能被噴動風攜帶離開熱解反應器，故在上部設置錐形穩流擋板進行阻擋。此外，當噴泉區噴泉高度過高時，噴泉容易發生歪斜，此時錐形穩流擋板可以起到穩流作用，使噴泉穩定避免發生歪斜。床體上部熱解氣及其攜帶的生物質、催化劑顆粒離開床體進入旋風分離器，經旋風分離器分離后，氣體從旋風上部的出料口流出進入后續工序。催化劑和生物質顆粒從旋風分離器下部的返料口進入返料器，在松動風和返料風的作用下回到底飼加料室，在噴動風的攜帶下重新進入熱解反應器中，完成外循環再次進入熱解反應器進行裂解反應。
[0014]優選的，所述雙螺旋加料器包括料倉、機械破拱裝置、第一級螺旋加料器和第二級螺旋加料器；所述料倉的出料口和第一級螺旋加料器的入料口之間通過豎直的第一級入料通道連接，所述機械破拱裝置設置在第一級入料通道內；所述第一級螺旋加料器和第二級螺旋加料器之間通過豎直的第二級入料通道連接，在第二級入料通道的上方設置有螺旋給料器下料風E接入口 ；所述第二級螺旋加料器的出料口作為雙螺旋加料器的出料口。
[0015]優選的，所述旋風分離器的出料口排出的氣體經氣體過濾器過濾后，依次通過第一級冷凝塔、除霧器和第二級冷凝器進行氣液分離，然后再經相并聯的聚結過濾器組進行過濾，經測氧儀進行測氧檢測后由第一風機送入再熱器內；氮氣源內的氮氣由第二風機送入再熱器內，在氮氣的送入管路上設置有流量調節閥；所述再熱器的外側敷設第二加熱電阻，再熱器的排氣口分成五路，分別作為噴動風A、流化風B、返料松動風C、返料器流化風D和螺旋給料器下料風E。 [0016]優選的，所述導向管通過可拆卸的導向管支架安裝在熱解反應器內，所述錐形穩流擋板通過可拆卸的穩流擋板支架安裝在熱解反應器內；所述的循環介質加料口位于熱解反應器的軸線上，向熱解反應器內加入循環介質的方向豎直向下。
[0017]優選的，在熱解反應器中，導向管底沿位于錐形布風板的中部高度位置、上沿與穩定運行時環隙區上表面高度齊平，導向管直徑為熱解反應器入料口直徑的2倍。加入導向管以減輕噴泉區和環隙區之間氣體流動帶來的固體反混，增加噴動穩定性，有利于熱解反應器床體的放大；熱解反應器內最大可噴動床聞由導向管聞度決定，能夠有效突破傳統噴動床最大可噴動床聞的限制，增加熱解反應器的處理能力；同時提供精確的氣固停留時間控制。流化風的加入可避免死區的形成。
[0018]優選的，熱解反應器底部設有底飼加料室、對稱的噴動風接入口以及底部排料斗；底飼加料室和底部排料斗整體呈紡錘型，即中部為圓柱形、上下兩端為圓錐形，上部的底飼加料室的出料口與噴動風入口管道相連，下部的底部排料斗的出料口與球閥相連；由于從噴動風入口管道到熱解反應器之間存在結構擴張，噴動風入口管道以及底飼加料室內會形成輕微負壓，有利于生物質以及催化劑顆粒的加入。同時，生物質顆粒在進入熱解反應器之前首先和噴動風接觸，可對生物質進行一定程度的預熱，使裂解反應更容易發生；生物質顆粒和催化劑顆粒在同一腔室內加入，有利于兩者的直接高效接觸與充分混合。對稱的噴動風接入口使加料室內氣相分布均勻充分，防止漏料。底部設置底部排料斗，熱解反應進行一段時間之后，可停車卸料(催化劑)，進行空床吹灰，吹落的積灰由底部排料斗排出。
[0019]有益效果:本發明提供的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，與現有技術相比，具有如下優勢:
[0020]1、能夠運行在更高的表觀氣速下，氣體停留時間更短，能夠有效防止二次反應的發生；通過內外雙重固體循環能夠有效保證生物質顆粒反應器內的停留時間，確保生物質顆粒反應完全；本裝置能夠很好地解決生物質熱解反應中氣速過快時生物質來不及完全反應且容易被攜帶出床體和氣速過慢時容易產生二次裂解反應的矛盾。
[0021]2、錐形穩流擋板一方面能夠有效阻擋較大的生物質顆粒被高速熱解氣攜帶；另一方面能夠有效避免較高噴動氣速下噴泉發生歪斜，增加系統穩定性；此外在反應開始之前向反應器內加入循環介質時，錐形穩流擋板可以確保循環介質落入導向管與反應器壁面之間的區域，避免循環介質進入導向管造成反應器啟動故障。
[0022]3、生物質顆粒在進入熱解反應器之前首先和噴動風接觸，有利于生物質的干燥和預熱，使裂解反應更容易發生；生物質顆粒和催化劑顆粒在同一腔室內加入，有利于兩者的直接高效接觸與充分混合，可有效提高催化劑利用效率，減少催化劑用量。
[0023]4、下部設有底部排料口，便于定時停料卸料進行空床吹灰，吹灰氣源依次為噴動風A及流化風B、返料器松動風C、反應器送料風D，能夠方便快捷及時清除熱解反應器內部的積灰、微炭顆粒，避免積灰結渣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的基本結構示意圖(虛線表示內循環，實線表示外循環)；
[0025]圖2為噴動流化床主體結構的尺寸標注示意圖；
[0026]圖3為底飼加料室的尺寸標注示意圖；
[0027]圖4為本發明的一種應用實例。
[0028]包括:熱解反應器1-1，導向管1-2，導向管支架1-3，錐形穩流擋板1_4，穩流擋板支架1-5，錐形布風板1-6，底飼加料室1-7，底部排料斗1-8，第一加熱電阻1-9，循環介質加料口 1-10，旋風分離器2-1，返料器2-2，料倉3-1，機械破拱裝置3-2，第一級螺旋加料器
3-3，第二級螺旋加料器3-4，氣體過濾器4，第一級冷凝塔5-1，集液裝置5-2，油泵5_3，空氣換熱器5-4，除霧器6-1，第二級冷凝器6-2，集液裝置6-3，第一級聚結過濾器7_1，第二級聚結過濾器7-2，第三級聚結過濾器7-3，測氧儀8-1，第一風機8-2，氮氣源8_3，第二風機8-4，再熱器8-5，第二加熱電阻8-6 ;噴動風A，流化風B，返料器松動風C，返料器流化風D，螺旋給料器下料風D。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0030]如圖1所示為一種基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，包括雙螺旋加料器、底飼加料室1-7、熱解反應器1-1、旋風分離器2-1和返料室2-2。
[0031]所述雙螺旋加料器包括料倉3-1、機械破拱裝置3-2、第一級螺旋加料器3-3和第二級螺旋加料器3-4 ;所述料倉3-1的出料口和第一級螺旋加料器3-3的入料口之間通過豎直的第一級入料通道連接，所述機械破拱裝置3-2設置在第一級入料通道內；所述第一級螺旋加料器3-3和第二級螺旋加料器3-4之間通過豎直的第二級入料通道連接，在第二級入料通道的上方設置有螺旋給料器下料風E接入口 ；所述第二級螺旋加料器3-4的出料口作為雙螺旋加料器的出料口。
[0032]所述雙螺旋加料器的出料口接入底飼加料室1-7的入料口，在底飼加料室1-7的上部設置有出料口，與出料口相對的另一側設置有返料口，在底飼加料室1-7的側面均勻布置有噴動風A接入口，在底飼加料室1-7的底部排料口處設置有底部排料斗1-8，排料斗1-8底部與球閥相連；所述底飼加料室1-7的入料口和返料口均位于噴動風A接入口的上方。
[0033]所述熱解反應器1-1豎直布置，其外側敷設第一加熱電阻1-9，其頂部設置有循環介質加料口 1-10，其內側同軸布置有錐形布風板1-6、導向管1-2和錐形穩流擋板1-4 ;所述導向管1-2通過可拆卸的導向管支架1-3安裝在熱解反應器1-1內，所述錐形穩流擋板
1-4通過可拆卸的穩流擋板支架1-5安裝在熱解反應器1-1內；所述錐形布風板1-6上均勻布置有風孔，其下方的小端口作為熱解反應器1-1下端的入料口、通過豎直的噴動風入口管道與底飼加料室1-7的出料口相接，其上方的大端口沿邊與熱解反應器1-1的內壁接觸，在錐形布風板1-6上方的大端口沿邊下方的熱解反應器1-1側壁上設置有流化風B接入口 ；所述導向管1-2下端低于錐形布風板1-6上方的大端口沿邊、上端高于錐形布風板
1-6上方的大端口沿邊；所述錐形穩流擋板1-4的尖部在上，整體置于導向管1-2的上方并與導向管1-2之間存在間隙；所述循環介質加料口 1-10上設置有密封球閥。
[0034]所述旋風分離器2-1的入料口與熱解反應器1-1上端的出料口相接，旋風分離器
2-1上方的排氣口作為出料口，旋風分離器2-1下方的排灰口作為返料口。
[0035]所述返料室2-2的入料側通過豎直管與旋風分離器2-1的返料口相接，出料側通過向下傾斜的斜管與底飼加料室1-7的返料口相接，在返料室2-2的入料側設置有返料松動風C接入口，在返料室2-2的出料側設置有返料器流化風D接入口。
[0036]如圖2所示，所述熱解反應器1-1的高度為2m，熱解反應器1_1的內徑Dc為0.4m,噴動風入口管道的長度Ln為0.25m，錐形布風板1-6的錐角Y為105°，錐形布風板1_6下方的小端口直徑Di為0.05m，導向管1-2的直徑Dt為0.08m，導向管1_2下端與錐形布風板1-6下方的小端口之間的高度Ht=Hb/2，導向管1-2的長度Lt為0.8m,錐形穩流擋板1_4上尖距離床底高度Hp為1.6m，錐形穩流擋板1-4的錐角β為120°，錐形穩流擋板1_4底部圓直徑為0.3m ;錐形布風板1-6采用直流式風布，風孔的開孔方向與分布板垂直、開孔率為 10% ο
[0037]如圖3所示，所述底飼加料室1-7和底部排料斗1-8整體呈紡錘型，即中部為圓柱形、上下兩端為圓錐形，上部的底飼加料室1-7的出料口與噴動風入口管道相連，下部的底部排料斗1-8的出料口與球閥相連；中部圓柱形的高度L2與上下兩端圓錐形的高度L1相等、均為0.15m，中間圓柱形的直徑％為0.1m;下端圓錐形上對稱開設有兩個方形噴動風接入口，所述噴動風接入口的高度L3為0.05m,寬度與中部圓柱形相切，即寬度為D2 ;底飼加料室1-7上部的出料口和排料口的直徑均為D1，底飼加料室1-7的入料口直徑D4為0.1m,入料口和出料口之間的高度差H1為0.075m，距離出料口下方H2高度的地方設置有回料口，4為0.19m，回料口的直徑D3為0.05m，所述回料口與斜管相連，斜管與水平面的夾角α為45。。
[0038]如圖4所示，所述旋風分離器2-1的出料口排出的氣體經氣體過濾器4過濾后，依次通過第一級冷凝塔5-1、除霧器6-1和第二級冷凝器6-2進行氣液分離，然后再經相并聯的聚結過濾器組進行過濾，經測氧儀8-1進行測氧檢測后由第一風機8-2送入再熱器8-5內；氮氣源8-3內的氮氣由第二風機8-4送入再熱器8-5內，在氮氣的送入管路上設置有流量調節閥；所述再熱器8-5的外側敷設第二加熱電阻8-6，再熱器8-5的排氣口分成五路，分別作為噴動風Α、流化風B、返料器松動風C、返料器流化風D和螺旋給料器下料風Ε。
[0039]上述裝置的具體工作過程為:
[0040](1)生物質顆粒經必要的干燥、破碎處理成2~5mm顆粒存儲于料倉3_1中，經雙螺旋加料器送入底飼加料室1-7中；料倉3-1中設有機械破拱攪拌器3-2，確保生物質顆粒順利進入第一級螺旋加料器3-2和第二級螺旋加料器3-4，防止其在料倉3-1中堵塞堆積；第一級螺旋加料器3-2和第二級螺旋加料器3-4的加料速度均約為150kg/h ;生物質顆粒在進入底飼加料室1-7后與500°C的噴動風相遇，在被噴動風輸運至熱解反應器1-1的路途中得到進一步干燥和預熱，并同時與催化劑顆粒HZSM-5進行充分預混。
[0041](2)生物質顆粒與催化劑顆粒在噴動風的輸運下進入熱解反應器1-1 ;熱解反應器1-1由不銹鋼(316L)制成，最大可承受溫度為800°C;在熱解反應器1_1外表面外敷第一加熱電阻1-9，使熱解反應器1-1內部溫度保持在600°C左右；熱解反應器1-1內以石英砂為循環介質，循環介質與催化劑顆粒在反應開始前事先由循環介質加料口 1-10加入反應器內。石英砂顆粒直徑為1.05mm，密度為2600kg/m3，球形度為0.86 ;熱解反應器1_1內壓力略聞于常壓。
[0042]噴動風攜帶生物質顆粒在導向管1-2內形成中心噴動區，脫離導向管1-2后繼續向上形成噴泉區；在中心噴動區和噴泉區，生物質發生快速裂解反應，反應生成的裂解氣以及微小的催化劑顆粒隨噴動風快速脫離熱解反應器1-1，進入旋風分離器；由于生物質需要噴動風將其從底飼加料室1-7輸運至熱解反應器1-1內部，熱解反應器1-1通常運行在較大的噴動風速下(表觀氣速1.2m/s)，部分未及反應的生物質顆粒也可能被噴動風攜帶離開熱解反應器1-1 ;因此需要在上部設置錐形穩流擋板1-4進行阻擋；此外，當噴泉區噴泉高度過高時，噴泉容易發生歪斜，此時錐形穩流擋板1-4可以起到穩流作用，使噴泉穩定避免發生歪斜；石英砂、催化劑顆粒以及未反應的生物質顆粒隨噴泉降落回到導向管2和熱解反應器1-1壁面之間(環隙區)，顆粒在環隙區以較慢的速度下移直至錐形布風板1-6和熱解反應器1-1壁面之間(底部錐形區)，在錐形布風板1-6下方的小端口附近與噴動風相遇，再次被噴動風攜帶，形成內循環。床體上部熱解氣及其 攜帶的催化劑顆粒離開熱解反應器1-1進入旋風分離器2-1，經旋風分離器2-1分離后，氣體從旋風分離器2-1出料口流出進入氣體過濾器4 ;催化劑顆粒從旋風分離器2-1下部返料口進入返料器2-2，在返料器松動風C和返料器流化風D的作用下回到底飼加料室1-7，在噴動風的攜帶下再次進入噴動床內，形成外循環。
[0043](3)熱解反應器1-1內產生的熱解氣首先經過氣體過濾器4徹底除去其中仍然攜帶的微小固體顆粒(催化劑、炭顆粒)，經過氣體過濾器4的熱解氣溫度保持在360°C以上；過濾后的熱解氣含有大量的氣溶膠，熱解氣進入第一級冷凝塔5-1中進行急冷液化；在第一級冷凝塔5-1中采用液態熱解油進行噴淋，將熱解氣從高于360°C急冷至100°C左右，獲得第一種生物熱解油；經第一級冷凝塔5-1的不凝氣體經過除霧器6-1除去其中的液油滴，進入第二級冷凝器6-2再次進行冷凝液化，在第二級冷凝器6-2中，熱解氣溫度從80°C將至50°C左右，獲得第二種生物熱解油。
[0044](4)進過二級冷凝后，約85%的熱解氣凝結成生物熱解油；剩余的不凝氣體經過3個并行的聚結過濾器(氣溶膠去除效率為99.9%)過濾后，經過測氧儀8-1、第一風機8-2進入再熱器8-5 ;測氧儀8-1測量氣流中含氧量，并調節氮氣流量確保噴動風中含氧量低于1%;3個聚結過濾器用以保證運行的連續性，若其中一個發生堵塞，與之對應的閥門即刻關閉，氣流從另外兩個過濾器通過；在再熱器8-5中，不凝氣體被加熱至約500°C后分成5路進入噴動循環床反應器進行再循環，即噴動風A、流化風B、返料器松動風C、返料器流化風D和螺旋給料器下料風E。
[0045]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:包括雙螺旋加料器、底飼加料室(1-7)、熱解反應器(1-1)、旋風分離器(2-1)和返料室(2-2)； 所述雙螺旋加料器的出料口接入底飼加料室(1-7)的入料口，在底飼加料室(1-7)的上部設置有出料口，與出料口相對的另一側設置有返料口，在底飼加料室(1-7)的側面均勻布置有噴動風A接入口，在底飼加料室(1-7)的底部排料口處設置有底部排料斗(1-8)，排料斗(1-8)底部與球閥相連；所述底飼加料室(1-7)的入料口和返料口均位于噴動風A接入口的上方； 所述熱解反應器(1-1)豎直布置，其外側敷設第一加熱電阻(1-9)，其頂部設置有循環介質加料口(1-10)，其內側同軸布置有錐形布風板(1-6)、導向管(1-2)和錐形穩流擋板(1-4);所述錐形布風板(1-6)上均勻布置有風孔，其下方的小端口作為熱解反應器(1-1)下端的入料口、通過豎直的噴動風入口管道與底飼加料室(1-7)的出料口相接，其上方的大端口沿邊與熱解反應器(1-1)的內壁接觸，在錐形布風板(1-6)上方的大端口沿邊下方的熱解反應器(1-1)側壁上設置有流化風B接入口 ；所述導向管(1-2)下端低于錐形布風板(1-6)上方的大端口沿邊、上端高于錐形布風板(1-6)上方的大端口沿邊；所述錐形穩流擋板(1-4)的尖部在上，整體置于導向管(1-2)的上方并與導向管(1-2)之間存在間隙；所述循環介質加料口(1-10)上設置有密封球閥； 所述旋風分離器(2-1)的入料口與熱解反應器(1-1)上端的出料口相接，旋風分離器(2-1)上方的排氣口作為出料口，旋風分離器(2-1)下方的排灰口作為返料口 ； 所述返料室(2-2)的入料側通過豎直管與旋風分離器(2-1)的返料口相接，出料側通過向下傾斜的斜管與底飼加料室(1-7)的返料口相接，在返料室(2-2)的入料側設置有返料松動風C接入口，在返料室(2-2)的出料側設置有返料器流化風D接入口。
2.根據權利要求1所述的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:所述雙螺旋加料器包括料倉(3-1)、機械破拱裝置(3-2)、第一級螺旋加料器(3-3)和第二級螺旋加料器(3-4);所述料倉(3-1)的出料口和第一級螺旋加料器(3-3)的入料口之間通過豎直的第一級入料通道連接，所述機械破拱裝置(3-2)設置在第一級入料通道內；所述第一級螺旋加料器(3-3)和第二級螺旋加料器(3-4)之間通過豎直的第二級入料通道連接，在第二級入料通道的上方設置有螺旋給料器下料風E接入口 ；所述第二級螺旋加料器(3-4 )的出料口作為雙螺旋加料器的出料口。
3.根據權利要求2所述的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:所述旋風分離器(2-1)的出料口排出的氣體經氣體過濾器(4)過濾后，依次通過第一級冷凝塔(5-1)、除霧器(6-1)和第二級冷凝器(6-2)進行氣液分離，然后再經相并聯的聚結過濾器組進行過濾，經測氧儀(8-1)進行測氧檢測后由第一風機(8-2 )送入再熱器(8-5 )內；氮氣源(8-3)內的氮氣由第二風機(8-4)送入再熱器(8-5)內，在氮氣的送入管路上設置有流量調節閥；所述再熱器(8-5)的外側敷設第二加熱電阻(8-6)，再熱器(8-5)的排氣口分成五路，分別作為噴動風A、流化風B、返料松動風C、返料器流化風D和螺旋給料器下料風E。
4.根據權利要求1所述的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:所述導向管(1-2)通過可拆卸的導向管支架(1-3)安裝在熱解反應器(1-1)內，所述錐形穩流擋板(1-4)通過可拆卸的穩流擋板支架(1-5)安裝在熱解反應器(1-1)內；所述的循環介質加料口(1-10)位于熱解反應器(1-1)的軸線上，向熱解反應器(1-1)內加入循環介質的方向豎直向下。
5.根據權利要求1所述的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:所述熱解反應器(1-1)的高度為2m，熱解反應器(1-1)的內徑Dc為0.4m，噴動風入口管道的長度Ln為0.25m，錐形布風板(1-6)的錐角Y為105°，錐形布風板(1_6)下方的小端口直徑Di為0.05m，導向管(1-2)的直徑Dt為0.08m，導向管(1_2)下端與錐形布風板(1-6)下方的小端口之間的高度Ht=Hb/2，導向管(1-2)的長度Lt為0.8m,錐形穩流擋板(1-4)上尖距離床底高度Hp為1.6m，錐形穩流擋板(1-4)的錐角β為120°，錐形穩流擋板(1-4)底部圓直徑為0.3m;錐形布風板(1-6)采用直流式風布，風孔的開孔方向與分布板垂直、開孔率為10%。
6.根據權利要求1所述的基于內外雙循環噴動流化床的生物質快速裂解裝置，其特征在于:所述底飼加料室(1-7)和底部排料斗(1-8)整體呈紡錘型，即中部為圓柱形、上下兩端為圓錐形，上部的底飼加料室(1-7)的出料口與噴動風入口管道相連，下部的底部排料斗(1-8 )的出料口與球閥相連；中部圓柱形的高度L2與上下兩端圓錐形的高度L1相等、均為0.15m，中間圓柱形的直徑D2為0.1m ;下端圓錐形上對稱開設有兩個方形噴動風接入口，所述噴動風接入口的高度L3為0.05m,寬度與中部圓柱形相切，即寬度為D2 ;底飼加料室(1-7 )上部的出料口和排料口的直徑均為D1，底飼加料室(1-7 )的入料口直徑D4為0.1m,入料口和出料口 之間的高度差H1為0.075m，距離出料口下方H2高度的地方設置有回料口，4為0.19m，回料口的直徑D3為0.05m，所述回料口與斜管相連，斜管與水平面的夾角α為45。。
【文檔編號】C10B53/02GK103756712SQ201410015006
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】鐘文琪, 劉雪嬌, 金保昇, 邵應娟 申請人:東南大學