專利名稱：生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用，特別是涉及一種生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外生物質(zhì)制油技術(shù)有流化床熱解技術(shù)、旋轉(zhuǎn)錐熱解技術(shù)、熱載體熱解技 術(shù)等幾種熱解裝置和技術(shù)，但這些技術(shù)都有不足之處。流化床熱解技術(shù)其產(chǎn)出的油產(chǎn)品含 飛灰和碳粒雜質(zhì)多難以分離；旋轉(zhuǎn)錐熱解轉(zhuǎn)技術(shù)，經(jīng)查閱大量國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)由旋 轉(zhuǎn)的外錐、靜止的內(nèi)錐、加熱元件和絕熱密封的殼體組成，這樣的結(jié)構(gòu)使沒有完全裂解的物 料和熱載體直接出了反應錐，造成轉(zhuǎn)化率低的缺點；熱載體熱解技術(shù)固體和固體之間傳熱 效率低，需要很高流化氣壓力，運行成本高，增加了分離器的負擔分離效率下降。目前上述 幾種技術(shù)普遍存在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化低、每噸生物質(zhì)(秸稈)產(chǎn)油300-500公斤，油含雜質(zhì)多，含 水量大，增加了成品油后續(xù)處理的難度，有可能發(fā)生酚水排放問題，生產(chǎn)過程粉塵較大對空 氣有污染，難以實現(xiàn)工業(yè)化的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能提高生物質(zhì)熱解制油 轉(zhuǎn)化率，生物質(zhì)油純度高，無污染，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方 法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法，步驟為生物質(zhì)原料由粉碎機粉碎后，通過供料器送入脈沖回流烘干器，烘干的生物質(zhì)原 料與潮氣在第一旋轉(zhuǎn)分離器進行分離，潮氣從上口排空，原料從下口送入原料混合器，于有 一定壓力的，來自循環(huán)流化床熱風爐和加壓機的惰性氣體混合送入環(huán)流反應器，在環(huán)流反 應器內(nèi)快速熱解，不超2秒鐘碳粒從下口排出，經(jīng)過星型給料器到碳?；旌掀鳎晒娘L機經(jīng) 過循環(huán)返料器送入循環(huán)流化床熱風爐燃燒，帶有小碳粒的熱解氣從環(huán)流反應器的上口排 出，送入第二旋轉(zhuǎn)分離器，分離下來碳粒從底部排出返回到環(huán)流反應器再次充分的熱解，熱 解氣從第二旋轉(zhuǎn)分離器的上部排出進入激冷器，同時經(jīng)過冷卻器冷卻下來的低溫油，由油 泵泵入激冷器和熱解氣混合快速冷卻液化進入油氣分離器，經(jīng)分離后油產(chǎn)品經(jīng)冷卻器進成 品庫；沒凝結(jié)氣體從油氣分離器上部排出，經(jīng)加壓機加壓返回原料混合器和來自循環(huán)流 化床熱風爐的高溫惰性氣體匯合，將原料送入環(huán)流反應器，并循環(huán)參與熱解反應。所述的循環(huán)流化床熱風爐經(jīng)過旋風分離器分離后的中溫惰性氣體進入脈沖回流 烘干器。本發(fā)明具有如下特點1、原料進入粉碎機粉碎至2mm封閉進入給料斗，再進入脈沖回流烘干器可把自然 含水分30%以下生物質(zhì)一次性烘干到理想含水率，靠第一旋轉(zhuǎn)分離器的引力，將原料在烘 干的同時提升、并分離起到了輸送的作用，其優(yōu)點是不需在系統(tǒng)外另設粉碎和烘干裝置，沒有二次運輸費用；不需要在系統(tǒng)內(nèi)另設原料輸送設備；可充分利用系統(tǒng)內(nèi)的余熱來烘干原料；從粉碎機的入口到第一旋轉(zhuǎn)分離器延程封閉，經(jīng)分離后所排出的潮氣含塵量小于 10mg/m3(所述旋轉(zhuǎn)分離器可用于空氣凈化)，達到人的肉眼看不到有塵可排的地步，排塵量 小于空氣中的浮塵，生產(chǎn)全過程無任何污染。2、環(huán)流反應器有外環(huán)、內(nèi)環(huán)、內(nèi)腔。外環(huán)為熱解反應區(qū)，它是個倒錐體環(huán)形上大下 小、高溫惰性氣體帶原料切向從下部進入后，旋轉(zhuǎn)上升，下部是密相區(qū)，升到上部是稀相區(qū)， 都是由高溫惰性氣體卷吸上揚，向物料傳熱非常充分，物料的流動速度8-12米/s，傳熱速 率700-1000°C/S，在反應區(qū)的停留時間為0. 7-1. 5秒，所以對生物質(zhì)的熱解是非常充分的。3、環(huán)流反應器熱解區(qū)結(jié)構(gòu)決定，高溫惰性氣體和物料如上述同樣密切接觸有很高 的傳熱速率，單機生產(chǎn)能力可以在相當寬的范圍內(nèi)任意放大，比如年消耗生物質(zhì)1萬噸到 10萬噸之間設備(根據(jù)運距一般設置單機產(chǎn)能在2萬噸到5萬噸比較合適)，所以說本發(fā) 明非常容易實現(xiàn)工業(yè)化。4、環(huán)流反應器內(nèi)環(huán)和內(nèi)腔是個氣固分離過程，熱解氣體和碳粒從外環(huán)出口進入內(nèi) 環(huán)，內(nèi)環(huán)帶有若干個傾斜45°的導流板，內(nèi)環(huán)出口速度為18-21米/秒，使碳粒和液滴沿外 環(huán)內(nèi)套內(nèi)壁旋流而下，10微米以上的固體分離出來，熱解氣體從環(huán)流反應器頂部排出，進入 第二個旋轉(zhuǎn)分離器精分離，所以環(huán)流反應器同時起到分離器的作用。5、第二個旋轉(zhuǎn)分離器是對熱解氣和碳粒精確分離，使其獲得高純度的生物質(zhì)油， 含顆粒雜質(zhì)0. 001%。6、用被冷卻到10°C的產(chǎn)品油對熱解氣體進行混合冷凝，冷卻效率高，冷卻速率 700-1000°C /s遠遠超過現(xiàn)有技術(shù)用水間接冷卻方法的冷卻效率。7、因為是由高效能的脈沖回流烘干器、第一旋轉(zhuǎn)分離器、環(huán)流反應器、第二旋轉(zhuǎn)分 離器、激冷器、油氣分離器有機配合，生物質(zhì)轉(zhuǎn)換率高，每噸生物質(zhì)(秸稈)產(chǎn)油500-700公 斤。

圖1本發(fā)明的工藝流程圖。圖中1.粉碎機，2.供料器，3.脈沖回流烘干器，4.原料混合器，5.第一旋轉(zhuǎn)分 離器，6.加壓機，7.環(huán)流反應器，8.第二旋轉(zhuǎn)分離器，9.激冷器，10.油氣分離器，11.旋風 分離器，12.循環(huán)流化床熱風爐，13.循環(huán)返料器，14.冷卻器，15.油泵，16.星型給料器， 17.碳?；旌掀鳎?8.鼓風機，19.調(diào)節(jié)閥，20.調(diào)節(jié)閥具體實施例方式生物質(zhì)原料由粉碎機1粉碎至2mm后，通過供料器2送入脈沖回流烘干器3，用來 自于循環(huán)流化床熱風爐12經(jīng)過旋風分離器11分離后的中溫惰性氣體進入脈沖回流烘干器 3，作為脈沖回流烘干器3的熱源，烘干的生物質(zhì)原料與潮氣在第一旋轉(zhuǎn)分離器5進行分離， 潮氣從上口排空，原料從下口送入原料混合器4，于有一定壓力的，來自循環(huán)流化床熱風爐 12和加壓機6的惰性氣體混合送入環(huán)流反應器7，在環(huán)流反應器7內(nèi)快速熱解，不超2秒鐘 碳粒從下口排出，經(jīng)過星型給料器16到碳粒混合器17，由鼓風機18經(jīng)過循環(huán)返料器13送 入循環(huán)流化床12燃燒，帶有小碳粒的熱解氣從環(huán)流反應器7的上口排出送入第二旋轉(zhuǎn)分離 器8，分離下來碳粒從底部排出返回到環(huán)流反應器7再次充分的熱解，熱解氣從第二旋轉(zhuǎn)分 離器8的上部排出進入激冷器9，同時經(jīng)過冷卻器14冷卻下來的低溫油，由油泵15泵入激冷器9和熱解氣混合快速冷卻液化進入油氣分離器10，經(jīng)分離后油產(chǎn)品經(jīng)冷卻器14進成 品庫；沒凝結(jié)氣體從油氣分離器10上部排出，經(jīng)加壓機6加壓返回原料混合器4和來自循 環(huán)流化床熱風爐的高 溫惰性氣體匯合，將原料送入環(huán)流反應器7并循環(huán)參與熱解反應，力口 壓機6的出口管路另有一支路是送入循環(huán)流化床熱風爐12的，兩路流量大小可通過調(diào)節(jié)閥 19和調(diào)節(jié)閥20進行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
一種生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法，其特征在于生物質(zhì)原料由粉碎機粉碎后，通過供料器送入脈沖回流烘干器，烘干的生物質(zhì)原料與潮氣在第一旋轉(zhuǎn)分離器進行分離，潮氣從上口排空，原料從下口送入原料混合器，于有一定壓力的，來自循環(huán)流化床熱風爐和加壓機的惰性氣體混合送入環(huán)流反應器，在環(huán)流反應器內(nèi)快速熱解，不超2秒鐘碳粒從下口排出，經(jīng)過星型給料器到碳粒混合器，由鼓風機經(jīng)過循環(huán)返料器送入循環(huán)流化床熱風爐燃燒，帶有小碳粒的熱解氣從環(huán)流反應器的上口排出，送入第二旋轉(zhuǎn)分離器，分離下來碳粒從底部排出返回到環(huán)流反應器再次充分的熱解，熱解氣從第二旋轉(zhuǎn)分離器的上部排出進入激冷器，同時經(jīng)過冷卻器冷卻下來的低溫油，由油泵泵入激冷器和熱解氣混合快速冷卻液化進入油氣分離器，經(jīng)分離后油產(chǎn)品經(jīng)冷卻器進成品庫；沒凝結(jié)氣體從油氣分離器上部排出，經(jīng)加壓機加壓返回原料混合器和來自循環(huán)流化床熱風爐的高溫惰性氣體匯合，將原料送入環(huán)流反應器，并循環(huán)參與熱解反應。
2.如權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法，其特征在于循環(huán)流化 床熱風爐經(jīng)過旋風分離器分離后的中溫惰性氣體進入脈沖回流烘干器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)環(huán)流式快速熱解制油方法，它包括以下步驟生物質(zhì)原料由粉碎機粉碎后，通過供料器送入脈沖回流烘干器，烘干的生物質(zhì)原料與潮氣在第一旋轉(zhuǎn)分離器進行分離，原料從下口送入原料混合器，于有一定壓力的，來自循環(huán)流化床熱風爐和加壓機的惰性氣體混合送入環(huán)流反應器，在環(huán)流反應器內(nèi)快速熱解，不超2秒鐘碳粒從下口排出，經(jīng)過星型給料器到碳?；旌掀鳎晒娘L機經(jīng)過循環(huán)返料器送入循環(huán)流化床熱風爐燃燒，熱解氣從第二旋轉(zhuǎn)分離器的上部排出進入激冷器，同時經(jīng)過冷卻器冷卻下來的低溫油，由油泵泵入激冷器和熱解氣混合快速冷卻液化進入油氣分離器，經(jīng)分離后油產(chǎn)品經(jīng)冷卻器進成品庫。本發(fā)明具有提高生物質(zhì)熱解制油轉(zhuǎn)化率，生物質(zhì)油純度高，無污染，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等特點。
文檔編號C10B53/02GK101875847SQ20101010943
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者舒瑞 申請人:舒瑞