一種高效率的生物質熱解及提純工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高效率的生物質熱解及提純工藝，涉及環保【技術領域】，包括原料預處理，熱解反應，分離木炭，冷凝和提純五個工藝過程，本工藝方法中，采用熱解液化技術對生物質原料進行再利用，大大提高了生物質原料的利用率，避免其自身具有的潛在能源被白白浪費，同時也保護了環境，避免焚燒帶來的環境污染問題，最終得到的木醋液和木焦油，提純效果好，純度高，實現了生物質原料的充分再次利用，且木炭既可作為快速熱解反應器的熱源，也可收集起來，另作他用，整個工藝過程簡單，易操作，可實現批量生產。
【專利說明】一種高效率的生物質熱解及提純工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及環保【技術領域】，具體涉及一種高效率的生物質熱解及提純工藝。
【背景技術】
[0002] 生物質資源是自然界唯一可再生的碳源，具有數量巨大、環境友好、CO2零排放等 優點，因此，世界各國都把高效利用生物質資源擺在重要位置，我國更是將生物質能利用列 為能源領域優先發展的主題之一。
[0003] 目前，現有碳化爐只提取到無煙碳，忽略了生物質里可提取的其它成份，如：木焦 油、木醋液、可燃氣體等，因此需要對生物質原料進行精煉處理。
[0004] 作為生物煉制的重要手段之一，生物質熱解液化技術由于具有工藝迆程短、原料 適應性強、反應迅速、轉化率高以及易于商業化等諸多優點，自20世紀70年代末問世以 來，發展非常迅速，如荷蘭BTG和加拿大Dynamotive均于20世紀90年代中期即已建 成了萬噸級生物質熱解液化示范裝置，中國科技大學也于2007年通迆產學研合作在合肥 建成了國內第一套產業化示范裝置，但客觀地說，該項技術迄今在國內外都沒有真正迚入 市場推廣階段，其原因是多方面的，仍技術角度而言主要存在技術不完善和技術不完備兩 大不足。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的問題是提供一種熱解效率高，產物質量好，木醋液和木焦油純 度高的生物質熱解及提純工藝。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種高效率的生物質熱 解及提純工藝，包括下述工藝步驟： (1) 原料預處理：將生物質原料放入到干燥箱內進行加熱和通風干燥，然后進行粉碎， 粉碎處理后再進行二次干燥，備用； (2) 熱解反應：將步驟（1)中干燥后的生物質原料送入到快速熱解反應器中并在無氧 條件下進行熱解反應，控制反應溫度為420-490°C，控制反應時間為l_3s ; (3) 分離木炭：將步驟（2)中反應后的熱解產物通入到旋風分離器中，將木炭與熱解氣 體分離； (4) 冷凝：將步驟（3)中與木炭分離后的氣體通入到冷凝器中，使得氣體冷凝為生物原 油，余下沒有冷凝的氣體經排氣管道進入氣體回收裝置； (5) 提純：將步驟（4)中冷凝后的生物原油通入到蒸餾器中，在0. 1-0. 3MPa的真空下， 收集沸點為52-67°C的餾出液，即可獲得純度較高的木醋液和木焦油。
[0007] 優選的，所述步驟（1)中控制干燥溫度為70-80°C。
[0008] 優選的，所述步驟（2)中所用的快速熱解反應器具體可為旋轉錐型熱解反應器。
[0009] 優選的，所述步驟（3)中分離出的木炭經分支管道通入到收集箱或快速熱解反應 器中。
[0010] 優選的，所述步驟（1)中對生物質原料進行粉碎后再利用篩網篩選，所述篩網的網 孔直徑為2mm。
[0011] 優選的，所述步驟（4)中冷凝過程中采用的冷卻介質為液態氮氣。
[0012] 采用本發明的技術方案，采用熱解液化技術對生物質原料進行再利用，大大提高 了生物質原料的利用率，避免其自身具有的潛在能源被白白浪費，同時也保護了環境，避免 焚燒帶來的環境污染問題，本工藝中，經較好地預處理后，利用高效率的快速熱解反應器在 無氧條件下對生物質原料進行充分的熱解反應，通過嚴格控制反應溫度和反應時間，使其 能夠充分熱解，并生成木炭和其他氣體物質，最后利用冷凝器對氣體物質進行冷凝，分離出 生物原油和其他可燃性氣體，在對生物原油進行提純，得到木醋液和木焦油，提純效果好， 純度高，實現了生物質原料的充分再次利用，且木炭既可作為快速熱解反應器的熱源，也可 收集起來，另作他用，整個工藝過程簡單，易操作，可實現批量生產。
【具體實施方式】
[0013] 實施例1: (1) 原料預處理：將生物質原料放入到干燥箱內進行加熱和通風干燥，控制干燥溫度為 70°C，然后進行粉碎，再利用篩網篩選，所述篩網的網孔直徑為2mm，粉碎處理后再進行二次 干燥，備用； (2) 熱解反應：將步驟（1)中干燥后的生物質原料送入到旋轉錐型熱解反應器中并在 無氧條件下進行熱解反應，控制反應溫度為430°C，控制反應時間為Is ; (3) 分離木炭：將步驟（2)中反應后的熱解產物通入到旋風分離器中，將木炭與熱解氣 體分離，分離出的木炭經分支管道通入到收集箱或旋轉錐型熱解反應器中； (4) 冷凝：將步驟（3)中與木炭分離后的氣體通入到冷凝器中，使得氣體冷凝為生物原 油，余下沒有冷凝的氣體經排氣管道進入氣體回收裝置； (5) 提純：將步驟（4)中冷凝后的生物原油通入到蒸餾器中，在0. IMPa的真空下，收集 沸點為65°C的餾出液，即可獲得純度較高的木醋液和木焦油。
[0014] 實施例2: 其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟（1)中，控制干燥溫度為75°C ;所述步驟 (2)中，控制反應溫度為460°C，控制反應時間為2s ;所述步驟（5)中，在0. 2MPa的真空下， 收集沸點為66 °C的餾出液。
[0015] 實施例3: 其余與實施例1相同，不同之處在于所述步驟（1)中，控制干燥溫度為80°C ;所述步驟 (2)中，控制反應溫度為470°C，控制反應時間為2s ;所述步驟（5)中，在0. 2MPa的真空下， 收集沸點為67 °C的餾出液。
[0016] 經過以上工藝步驟后，測得以下技術參數：
【權利要求】
1. 一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于，包括下述工藝步驟： (1) 原料預處理：將生物質原料放入到干燥箱內進行加熱和通風干燥，然后進行粉碎， 粉碎處理后再進行二次干燥，備用； (2) 熱解反應：將步驟（1)中干燥后的生物質原料送入到快速熱解反應器中并在無氧 條件下進行熱解反應，控制反應溫度為420-490°C，控制反應時間為l_3s ; (3) 分離木炭：將步驟（2)中反應后的熱解產物通入到旋風分離器中，將木炭與熱解氣 體分離； (4) 冷凝：將步驟（3)中與木炭分離后的氣體通入到冷凝器中，使得氣體冷凝為生物原 油，余下沒有冷凝的氣體經排氣管道進入氣體回收裝置； (5) 提純：將步驟（4)中冷凝后的生物原油通入到蒸餾器中，在0. 1-0. 3MPa的真空下， 收集沸點為52-67°C的餾出液，即可獲得純度較高的木醋液和木焦油。
2. 根據權利要求1所述的一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于：所述步 驟（1)中控制干燥溫度為70-80°C。
3. 根據權利要求2所述的一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于：所述步 驟（2)中所用的快速熱解反應器具體可為旋轉錐型熱解反應器。
4. 根據權利要求3所述的一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于：所述步 驟（3)中分離出的木炭經分支管道通入到收集箱或快速熱解反應器中。
5. 根據權利要求1所述的一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于：所述步 驟（1)中對生物質原料進行粉碎后再利用篩網篩選，所述篩網的網孔直徑為2_。
6. 根據權利要求1所述的一種高效率的生物質熱解及提純工藝，其特征在于：所述步 驟（4)中冷凝過程中采用的冷卻介質為液態氮氣。
【文檔編號】C10B57/10GK104498065SQ201410815600
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】劉榮 申請人:劉榮