專利名稱：生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒皩Ｓ醚b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可燃?xì)獾闹迫》椒皩Ｓ醚b置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒皩Ｓ醚b置。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能是一種唯一可固定碳的可再生能源，它來自于生物質(zhì)，生物質(zhì)的說法較多，如美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室的解釋為"我們星球上豐富的植物是太陽能和化學(xué)能的天然倉庫，不管其是人為栽培，還是野生繁殖，我們將這種數(shù)量巨大的可再生資源稱為生物質(zhì)"。生物質(zhì)是一種清潔的低碳燃料，其含硫和含氮量均較低，同時(shí)灰分份額也很小，所 以燃燒后S02、NOx和灰塵排放量比化石燃料要小得多，是一種清潔燃料，同時(shí)，生物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的最大貢獻(xiàn)還在于其具有CO2零排放的特點(diǎn)，大氣中的CO2和地面上的水經(jīng)光合作用產(chǎn)生用來形成生物質(zhì)的碳水化合物，如將生物質(zhì)燃燒利用，則大氣中的氧和生物質(zhì)的碳相互作用生成CO2和水，這個(gè)過程是循環(huán)的，所以生物質(zhì)同時(shí)是一種可再生資源，可視為取之不盡的永久能源，其利用過程中沒有增加大氣中CO2的含量，這對(duì)于緩解日益嚴(yán)重的“溫室效應(yīng)”有著特殊的意義。而在我國(guó)，收割后的土地上，留下的秸桿是幾千年來農(nóng)民的生活燃料、牲畜的飼料。目前，我國(guó)每年秸桿資源的可獲得量為7億噸，折合成標(biāo)煤約為3. 5億噸，再加以往不可利用的樹木的枝、葉與果實(shí)的皮、芯、殼核、各種蒿草以及木屑、糖渣等(統(tǒng)稱為農(nóng)林廢棄物)，總量可達(dá)近20億噸，相當(dāng)于10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。長(zhǎng)期以來，秸桿一直是我國(guó)農(nóng)民生活的基本燃料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)資料。在一些糧食主產(chǎn)區(qū)，秸桿被大量焚燒，不僅浪費(fèi)了寶貴的資源，還污染大氣環(huán)境，威脅交通運(yùn)輸安全、成為一個(gè)不好根治的嚴(yán)重社會(huì)問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，垃圾問題日益突出。我國(guó)近七百座城市，大部分城市仍以簡(jiǎn)單填坑、挖坑掩埋、投入江河湖海、露天焚燒等處理方式為主。目前大部分城市采用的是填埋法，因?yàn)樘盥裉幚碣M(fèi)用省，操作方便。我國(guó)城市垃圾成份在變，有機(jī)成份達(dá)60% -90%，垃圾熱值范圍很大(1850KJ/kg-6413KJ/kg)，所調(diào)查城市一般熱值為4000KJ/kg，這說明垃圾資源化利用的潛力較大。據(jù)專家估計(jì)，到2010年，我國(guó)城市垃圾產(chǎn)量將達(dá)2.9億噸。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，垃圾中有機(jī)含量93. 92%，含水率為45. 12%?，F(xiàn)有的大部分填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)低、缺乏污染控制措施，遠(yuǎn)不能保證填埋垃圾的安全，使集中填埋的垃圾成為即時(shí)和潛在的長(zhǎng)期污染源。我國(guó)2/3的城市被垃圾環(huán)帶包圍。這些垃圾埋不勝埋，燒不勝燒，造成了一系列嚴(yán)重危害。歷年全國(guó)無序堆放的垃圾總量近80億噸，占用土地6億平方米，嚴(yán)重污染大氣和地下水資源，更有引發(fā)氣體爆炸事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的垃圾消納傾倒方式是一種不負(fù)責(zé)任的“服務(wù)于當(dāng)代，遺害于子孫”的“污染物轉(zhuǎn)移”方式。而現(xiàn)有的垃圾處理場(chǎng)的數(shù)量和規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)城市垃圾增長(zhǎng)的需求，大部分垃圾仍呈露天集中堆放狀態(tài)，對(duì)環(huán)境即時(shí)和潛在的危害很大，問題日趨嚴(yán)重。主要表現(xiàn)為一是傳染疾病，危害人體健康。尤其是霍亂菌、結(jié)核菌，以及蛔蟲卵等。二是惡化環(huán)境，危害環(huán)境質(zhì)量。一個(gè)優(yōu)美的城市，一旦出現(xiàn)垃圾亂堆亂放，二次污染，蚊蠅孳生，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益都受到極大影響。三是破壞資源，危害生態(tài)平衡。垃圾污染對(duì)水資源、地下資源、環(huán)境資源和植物生長(zhǎng)都有著十分重要的危害性。四是垃圾爆炸事故不斷發(fā)生。由于城市生活垃圾中有機(jī)質(zhì)含量的提高和由露天分散堆放變?yōu)榧卸逊?，只采用?jiǎn)單覆蓋易造成甲烷氣體的厭氧環(huán)境，使垃圾產(chǎn)生沼氣量增加，危害日益突出，事故不斷，造成重大損失。世界各國(guó)的城市生活垃圾正以快于其經(jīng)濟(jì)增速3倍以上的平均速度增長(zhǎng)，全球每年排放各類垃圾超100億噸。許多國(guó)家已經(jīng)開始對(duì)各種生物質(zhì)用于發(fā)電進(jìn)行研究，生活垃圾、動(dòng)物糞便、植物枯枝等生物質(zhì)都被嘗試用于發(fā)電。但是在過去30年的時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家們的研究和生物質(zhì)發(fā)電廠積累的經(jīng)驗(yàn)證明，城市生活垃圾等經(jīng)電廠焚燒后排向大氣的煙氣含有致癌物質(zhì)二惡英等，自然界的微生物和水解作用對(duì)二惡英的分子結(jié)構(gòu)影響較小，因此，環(huán)境中的二惡英很難自然降解消除。它包括210種化合物，這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累。它的毒性十分大，是砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱，萬分之一甚至億分之一克的二惡英就會(huì)給健康帶來嚴(yán)重的危害。二惡英除了具有致癌毒性以外，還具有生殖毒性和遺傳毒性，直接危害子孫后代的健康和生活。由此公眾對(duì)建垃圾焚燒電廠有抗拒心理。
與發(fā)達(dá)國(guó)家生物質(zhì)能利用技術(shù)相比，我國(guó)目前在這方面相對(duì)落后。上世紀(jì)八十年代以來，全國(guó)多家高校及科研機(jī)構(gòu)在研制生物質(zhì)氣化技術(shù)和裝置方面相繼取得了一系列重要成果，如中國(guó)農(nóng)機(jī)院開發(fā)的下吸式DN系列生物質(zhì)氣化爐和家用小型氣化爐，廣州能源所研制的上吸式氣化爐，浙江大學(xué)熱能工程研究所研制的生物質(zhì)中熱值集中供氣裝置，山東能源所研制出燃用農(nóng)作物秸桿(以玉米桿為主)的固定床氣化爐，經(jīng)熱解產(chǎn)氣，成功地向50多個(gè)試點(diǎn)村的村民送上管道煤氣，上述幾種形式氣化爐均利用空氣氣化生產(chǎn)5MJ/Nm3左右的低熱值燃?xì)?。為了提高熱值，浙江大學(xué)、廣州能源所、中科院化冶所、大連科學(xué)院等均開展了利用生物質(zhì)能的循環(huán)流化床或干餾氣化技術(shù)研究，并已完成實(shí)驗(yàn)室階段研究。然而我國(guó)生物質(zhì)能熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不理想，因?yàn)榈侥壳盀橹?，技術(shù)的瓶頸并未突破。現(xiàn)有專利號(hào)為CN200910148027. 4的中國(guó)專利《生物質(zhì)直接熱裂解發(fā)生器及其熱裂解方法》，所述發(fā)生器包括用以進(jìn)行熱裂解反應(yīng)的熱裂解反應(yīng)室，在該熱裂解反應(yīng)室下方設(shè)置有燃燒加熱室；所述發(fā)生器還包括燃?xì)廨斔捅?，設(shè)置在該燃燒加熱室下方；燃?xì)饣責(zé)?，與位于該熱裂解反應(yīng)室上部的燃?xì)獬隹谶B通，該燃?xì)饣責(zé)芙?jīng)由該燃?xì)廨斔捅眠B接至該燃燒加熱室；配風(fēng)和點(diǎn)火裝置，與該燃燒加熱室連通。它是將原料與催化劑混合后直接發(fā)生裂解反應(yīng)，所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w作為生物質(zhì)熱裂解的加熱源，但是這種方法對(duì)裝置的要求比較高，制造成本高，而且制得的可燃?xì)怏w含有焦油，純度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒?，?duì)農(nóng)林或城市生活廢棄物進(jìn)行綜合利用來生產(chǎn)可燃?xì)怏w，變廢為寶，降低成本，并且可燃?xì)怏w的產(chǎn)率高、純度高，制備方法更加合理。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、并容易實(shí)施的生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置。本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒?，其特征在于包括以下步驟I)將生物質(zhì)經(jīng)粉碎后加工成顆粒狀；2)將顆粒狀物料加入到裂解爐中，采取電弧點(diǎn)火與純氧同時(shí)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)與熱裂解反應(yīng)，爐體內(nèi)自下而上的農(nóng)林廢棄物或城市廢棄物處于四個(gè)層段氧化、還原、熱裂解、干燥；由氧化層段維持爐體所需要的溫度；還原、熱裂解層段生成混合可燃?xì)怏w。3)將生成的混合可燃?xì)怏w通過焦油吸收塔和冷凝器進(jìn)行凈化冷卻，分離出來的可燃?xì)怏w經(jīng)過洗滌處理后得到清潔高熱值可燃?xì)猓斔椭临A氣罐中儲(chǔ)存；分離出來的混合液體經(jīng)撇油器處理后除去水分再重新注入裂解爐中進(jìn)行裂解。所述熱裂爐內(nèi)四個(gè)層段的反應(yīng)溫度為氧化層1000°C以上；還原層700°C IOOO0C ;熱裂解層 250°C 700°C ;干燥層 100°C 250°C。作為改進(jìn)，所述生物質(zhì)為農(nóng)林廢棄物或城市生活廢棄物，包括樹木的枝、葉、竹塊、作物的稻、桿、種子與果實(shí)的皮、芯、殼、核、各種荒草、蒿草、種植草、木屑或者糖洛，加工成·顆粒、塊狀或片狀，顆粒直徑在O. 5 5. Ocm0再改進(jìn)，所述純氧是通過空氣分離系統(tǒng)分離所得氧氣經(jīng)壓縮后從裂解爐下部的氧氣注入口輸入裂解爐。最后，所述洗滌處理是在洗滌塔中進(jìn)行，所述洗滌塔的底部設(shè)有洗滌循環(huán)系統(tǒng)，洗滌循環(huán)系統(tǒng)中所采用的洗滌循環(huán)劑為5-40(wt) %的碳酸鈉溶液，優(yōu)選20%的碳酸鈉溶液，從冷凝器出口出來的混合可燃?xì)怏w中的二氧化碳通過洗滌循環(huán)劑吸收，最后通過曝氣口排出。本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體、所述爐體上設(shè)有進(jìn)料口、廢料出口以及可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體內(nèi)設(shè)有螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵，在爐體的頂部設(shè)有相應(yīng)的螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)，爐體的下部設(shè)有氧氣進(jìn)氣口，所述進(jìn)料口、可燃?xì)怏w出口設(shè)于爐體的上部，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口通過管道依次連接有焦油吸收塔及冷凝器。作為改進(jìn)，所述裂解爐采用立式裂解爐，在爐體的中部還設(shè)有一點(diǎn)火兼觀察窗，所述加料機(jī)采用螺旋輸送加料機(jī)，所述廢料出口設(shè)于爐體的底部，并橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)。作為改進(jìn)，所述爐體的中部開設(shè)有一焦油或可燃?xì)庾⑷肟?，所述冷凝器的進(jìn)口端與焦油吸收塔的出口相連接，所述冷凝器的出口端為二個(gè)，一個(gè)為混合可燃?xì)獬隹冢c洗滌塔相連通，另一個(gè)為油水混合物出口，與撇油器的進(jìn)口相連接，油水混合物經(jīng)撇油器處理后去除的水由出口排出，分離得到的輕質(zhì)油與焦油吸收塔處理后得到的焦油從爐體的焦油或可燃?xì)庾⑷肟谥匦逻M(jìn)入爐體燃燒裂解。再改進(jìn)，所述洗滌塔的底部設(shè)有洗滌循環(huán)系統(tǒng)，混合可燃?xì)庵械亩趸冀?jīng)處理后由洗滌循環(huán)系統(tǒng)的曝氣口排出，經(jīng)洗滌得到的清潔高熱量值的可燃?xì)鈴南礈焖捻敳砍隹谂懦?，并?jīng)壓縮后進(jìn)入貯氣罐。最后，所述螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵采用耐高溫抗氧化的鎳基合金制造，所述爐體為雙層結(jié)構(gòu)，夾層填充保溫材料，所述爐體內(nèi)設(shè)置有若干溫度測(cè)量傳感器，溫度測(cè)量傳感器的輸出連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，而計(jì)算機(jī)的控制輸出端連接到螺旋式輸送加料機(jī)與螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明基于以純氧助燃加熱技術(shù)的特點(diǎn)，使農(nóng)林廢棄物或城市廢棄物得到完全熱裂解，免除由空氣助燃加熱所帶進(jìn)的大量氮?dú)膺M(jìn)而提高了所產(chǎn)可燃?xì)鉄嶂?；還通過焦油吸收塔、冷凝器處理，提高了可燃?xì)獾募兌?，并將冷凝器分離出來的混合液體通過撇油器處理，將分離出的輕質(zhì)油與焦油重新輸入爐體內(nèi)進(jìn)行燃燒裂解，不僅提高熱裂解效率，而且控制了影響環(huán)境的有害物質(zhì)，達(dá)到潔凈環(huán)保。本發(fā)明將農(nóng)林生活廢棄物變廢為寶，大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)減少了環(huán)境污染，所產(chǎn)的高熱值可燃?xì)饪梢匝a(bǔ)充日益枯竭的礦石能源。并且，本發(fā)明的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)合理，連續(xù)裝料與出渣，提高了生產(chǎn)能力。


圖I為本發(fā)明的生產(chǎn)裝置的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明的生產(chǎn)裝置中裂解爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如附圖I所示，一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體1，所述裂解爐采用立式裂解爐，在爐體I頂部的中間位置設(shè)有螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)I. 6，在爐體的上部一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口 I. I，通過管道與螺旋式輸送加料機(jī)I. 9相連通，在爐體的上部另一側(cè)設(shè)有可燃?xì)獬隹?I. 5，并設(shè)有相應(yīng)的可燃?xì)怏w出口閥；在爐體I的中部、進(jìn)料口 I. I的下方位置設(shè)有一點(diǎn)火兼觀察窗I. 8，在爐體I的中部、可燃?xì)獬隹?I. 5的下方位置設(shè)有焦油或可燃?xì)怏w注入口 I. 4，在爐體I的下部設(shè)有氧氣注入口 I. 2，在爐體I的底部設(shè)有廢料出口 I. 3，廢料出口 I. 3處橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)I. 7 ;在爐體I內(nèi)設(shè)有螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵，與螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)I. 6相連接，所述螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵采用耐高溫抗氧化的鎳基合金制造，有利于熱量由爐體中部向上部傳遞，并且爐柵表面的鎳氧化物可以催化生物質(zhì)焦油的進(jìn)一步裂解；在爐體I內(nèi)設(shè)置有若干溫度測(cè)量傳感器，各個(gè)溫度測(cè)量傳感器的輸出連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，而計(jì)算機(jī)的控制輸出端連接到螺旋式輸送加料機(jī)I. 9與螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)I. 6 ;所述可燃?xì)怏w出口 I. 5通過管道依次連接焦油吸收塔2、冷凝器4，焦油吸收塔2設(shè)有吸收循環(huán)系統(tǒng)7，焦油吸收塔2的頂部出口 2. 2接冷凝器4的進(jìn)口 4. 1，所述冷凝器4的出口端為二個(gè)，一個(gè)為混合可燃?xì)獬隹?4. 3，與洗滌塔3相連通，另一個(gè)為油水混合物出口 4. 2，與撇油器5的進(jìn)口 5. I相連接，油水混合物經(jīng)撇油器5處理后去除的水由出口 5. 2排出，處理后獲得的輕質(zhì)油從出口 5. 3排出，使分離得到的輕質(zhì)油與焦油吸收塔2處理后得到的焦油從爐體I的焦油或可燃?xì)庾⑷肟?I. 4重新進(jìn)入爐體I燃燒裂解；洗滌塔3的底部設(shè)有洗滌劑循環(huán)系統(tǒng)8，洗滌劑為碳酸鈉與碳酸氫鈉水溶液，洗滌塔3頂部出口 3. 2接貯氣罐6進(jìn)口 6. 1，貯氣罐6出口 6. 2接氣體發(fā)電機(jī)組或供用戶。一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒ǎ唧w步驟為 先將木屑或粉碎后的秸桿等干燥易燃的農(nóng)林廢棄物或城市廢棄物用螺旋輸送加料機(jī)I. 9經(jīng)進(jìn)料口 I. I送入裂解爐1，同時(shí)啟動(dòng)螺旋式旋轉(zhuǎn)爐柵將物料送至點(diǎn)火兼觀察窗
I.8然后經(jīng)氧氣注入口 I. 2輸入氧氣，打開電弧點(diǎn)火器，觀察裂解爐開始燃燒，通過設(shè)置的溫度傳感器觀察爐體I升溫情況，控制加料與供氧速度使?fàn)t體I中部的溫度達(dá)到1000°c以上、上部可燃?xì)怏w出口 I. 5達(dá)到200°C，當(dāng)加料為城市生活廢棄物時(shí)，為了維持爐體I溫度，再經(jīng)焦油或可燃?xì)怏w注入口 1.4向裂解爐注入可燃?xì)饣蚪褂?，使熱裂解爐保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)裂解爐自下而上形成四個(gè)層段氧化、還原、熱裂解、干燥，由還原、熱裂解反應(yīng)生成混合可燃?xì)怏w；熱裂爐內(nèi)四個(gè)層段的反應(yīng)溫度為氧化層1000°C以上；還原層700°C IOOO0C ;熱裂解層 250°C 700°C ;干燥層 100°C 250°C。熱裂解爐爐體I的可燃?xì)獬隹?I. 5出來的混合氣溫度為200°C左右，經(jīng)焦油吸收塔
2接入口 2. I進(jìn)入焦油吸收塔2，吸收循環(huán)系統(tǒng)7的吸收劑為餾程150 300°C的煤油，焦油吸收塔2上部為吸收劑進(jìn)口 2. 3接吸收循環(huán)系統(tǒng)7出口 7. 3，底部為吸收劑出口 2. 4接吸收循環(huán)系統(tǒng)7進(jìn)口 7. 1，吸收循環(huán)系統(tǒng)7的吸收劑與焦油的混合液經(jīng)蒸餾分離出沸點(diǎn)300°C以 上的焦油。焦油吸收塔2頂部混合可燃?xì)怏w出口 2. 2出來的混合氣體溫度約為120°C左右，經(jīng)冷凝器進(jìn)口 4. I進(jìn)入冷凝器4，冷凝器出口 4. 2出來的為50°C左右輕質(zhì)油與水的混合物；冷凝器出口 4. 3出來的為50°C左右的混合可燃?xì)狻＠淠鞒隹?4. 2出來的為50°C左右輕質(zhì)油與水的混合物經(jīng)撇油器進(jìn)口 5. I進(jìn)入撇油器5，撇油器出口 5. 3得到輕質(zhì)油，輕質(zhì)油與焦油吸收塔2的吸收劑過程中分離得的焦油混合重新注入爐體I內(nèi)，撇油器出口 5. 2為水，可以進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)。冷凝器出口 4. 3出來的為50°C左右的混合可燃?xì)饨?jīng)洗滌塔進(jìn)口 3. I進(jìn)入洗滌塔3，洗滌塔3的底部設(shè)有洗滌循環(huán)系統(tǒng)8，洗滌循環(huán)系統(tǒng)8的洗滌循環(huán)劑為碳酸鈉溶液，洗滌循環(huán)劑由洗滌塔3進(jìn)口 3. 3進(jìn)入洗滌塔3，混合可燃?xì)鈨?nèi)濃度較高的二氧化碳被吸收，吸收了二氧化碳的吸收循環(huán)劑經(jīng)吸收塔底部出口 3. 4進(jìn)洗滌循環(huán)系統(tǒng)8，通過曝氣口 8. 2釋放所吸收的二氧化碳，洗滌循環(huán)系統(tǒng)8的吸收循環(huán)劑經(jīng)曝氣釋放二氧化碳后再經(jīng)洗滌循環(huán)系統(tǒng)8出口 8. 3經(jīng)洗滌塔3進(jìn)口 3. 3進(jìn)入洗滌塔3。洗滌塔3頂部的出口 3. 2出來的是清潔高熱值可燃?xì)?，進(jìn)壓縮后進(jìn)入貯氣罐6，通過貯氣罐6調(diào)節(jié)出口 6. 2供發(fā)電或用戶。如附圖2所示，一種農(nóng)林生活廢棄物熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置的裂解爐結(jié)構(gòu)示意圖，爐體I為雙層結(jié)構(gòu)，夾層填充保溫材料，爐體I從上到下不僅設(shè)有若干溫度傳感器，還設(shè)有若干物料觀察窗。生物質(zhì)物料由螺旋輸送加料機(jī)I. 9經(jīng)進(jìn)料口 I. I送入熱裂解爐內(nèi)再由螺旋式旋轉(zhuǎn)爐柵電機(jī)I. 6緩慢推送下爐體I下部，使物料充滿爐體I中上部，下部為貯灰渣倉，當(dāng)觀察到灰渣積至氧氣注入口 I. 2以上時(shí)，啟動(dòng)排渣機(jī)I. 7，灰渣由出口 I. 3經(jīng)排渣機(jī)I. 7迅速排出。通過調(diào)整螺旋輸送加料機(jī)I. 9與螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵電機(jī)I. 6速度，可使物料不至于到達(dá)可燃?xì)獬隹?1.5。經(jīng)過測(cè)試，I公斤干燥的農(nóng)林廢棄物可以生產(chǎn)O. 3立方的可燃?xì)?，I公斤城市生活廢棄物，大約可生產(chǎn)O. I立方的可燃?xì)?，可燃?xì)鉄嶂颠_(dá)到8000大卡/m3以上，高于當(dāng)前正在市場(chǎng)上運(yùn)轉(zhuǎn)的氣化裝置1200大卡/m3左右熱值，農(nóng)林廢棄物或城市廢棄物得到完全轉(zhuǎn)化，殘?jiān)鼮檎歼M(jìn)料質(zhì)量3% 10%的無機(jī)物，不含碳等有機(jī)成分。不僅解決了城市生活廢棄物經(jīng)電廠焚燒所不能解決的污染大氣難題，還使得可燃?xì)庥猛靖訌V泛。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒?，其特征在于包括以下步驟 1)將生物質(zhì)經(jīng)粉碎后加工成顆粒狀； 2)將顆粒狀物料加入到裂解爐中，采取電弧點(diǎn)火與純氧同時(shí)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)與熱裂解反應(yīng)，使裂解爐自下而上形成四個(gè)層段氧化、還原、熱裂解、干燥，由還原、熱裂解反應(yīng)生成混合可燃?xì)怏w； 3)將生成的混合可燃?xì)怏w通過焦油吸收塔和冷凝器進(jìn)行凈化冷卻，分離出來的可燃?xì)怏w經(jīng)過洗滌處理后得到清潔高熱值可燃?xì)猓斔椭临A氣罐中儲(chǔ)存；分離出來的混合液體經(jīng)撇油器處理后除去水分再重新注入裂解爐中進(jìn)行裂解。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述熱裂爐內(nèi)四個(gè)層段的反應(yīng)溫度為氧化層1000°C以上；還原層700°C 1000°C;熱裂解層250°C 700°C;干燥層100°C 250°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述生物質(zhì)為農(nóng)林廢棄物或城市生活廢棄物，包括樹木的枝、葉、竹塊、作物的稻、桿、種子與果實(shí)的皮、芯、殼、核、各種荒草、蒿草、種植草、木屑或者糖渣，加工成顆粒、塊狀或片狀，顆粒直徑在O. 5 5. Ocm0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述純氧是通過空氣分離系統(tǒng)分離所得氧氣經(jīng)壓縮后從裂解爐下部的氧氣注入口輸入裂解爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述洗滌處理是在洗滌塔中進(jìn)行，所述洗滌塔的底部設(shè)有洗滌循環(huán)系統(tǒng)，洗滌循環(huán)系統(tǒng)中所采用的洗滌循環(huán)劑為5-40 (wt) %的碳酸鈉溶液，從冷凝器出口出來的混合可燃?xì)怏w中的二氧化碳通過洗滌循環(huán)劑吸收，最后通過曝氣口排出。
6.一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體、所述爐體上設(shè)有進(jìn)料口、廢料出口以及可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體內(nèi)設(shè)有螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵，在爐體的頂部設(shè)有相應(yīng)的螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)，爐體的下部設(shè)有氧氣進(jìn)氣口，所述進(jìn)料口、可燃?xì)怏w出口設(shè)于爐體的上部，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口通過管道依次連接有焦油吸收塔及冷凝器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述裂解爐采用立式裂解爐，在爐體的中部還設(shè)有一點(diǎn)火兼觀察窗，所述加料機(jī)采用螺旋式輸送加料機(jī)，所述廢料出口設(shè)于爐體的底部，并橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述爐體的中部開設(shè)有一焦油或可燃?xì)庾⑷肟?，所述冷凝器的進(jìn)口端與焦油吸收塔的出口相連接，所述冷凝器的出口端為二個(gè)，一個(gè)為混合可燃?xì)獬隹冢c洗滌塔相連通，另一個(gè)為油水混合物出口，與撇油器的進(jìn)口相連接，油水混合物經(jīng)撇油器處理后去除的水由出口排出，分離得到的輕質(zhì)油與焦油吸收塔處理后得到的焦油從爐體的焦油或可燃?xì)庾⑷肟谥匦逻M(jìn)入爐體燃燒裂解。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的專用裝置，其特征在于所述洗滌塔的底部設(shè)有一洗滌循環(huán)系統(tǒng)，混合可燃?xì)庵械亩趸冀?jīng)處理后由洗滌循環(huán)系統(tǒng)的曝氣口排出，經(jīng)洗滌得到的清潔高熱量值的可燃?xì)鈴南礈焖捻敳砍隹谂懦?，并?jīng)壓縮后進(jìn)入C氣罐。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵采用耐高溫抗氧化的鎳基合金制造，所述爐體為雙層結(jié)構(gòu)，夾層填充保溫材料，所述爐體內(nèi)設(shè)置有若干溫度測(cè)量傳感器，溫度測(cè)量傳感器的輸出連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，而計(jì)算機(jī)的控制輸出端連接到螺旋式輸送加料機(jī)與螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒捌鋵Ｓ醚b置，其特征在于將生物質(zhì)粉碎制粒后加入到裂解爐中，采取電弧點(diǎn)火與純氧同時(shí)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)與熱裂解反應(yīng)生產(chǎn)可燃?xì)怏w；所述專用裝置包括爐體、設(shè)置在爐體上的進(jìn)料口、廢料出口和可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體內(nèi)設(shè)有螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵，在爐體的頂部設(shè)有相應(yīng)的螺旋式可旋轉(zhuǎn)爐柵控制電機(jī)，爐體的下部設(shè)有氧氣進(jìn)氣口，所述進(jìn)料口、可燃?xì)怏w出口設(shè)于爐體的上部，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口通過管道依次連接有焦油吸收塔及冷凝器。以純氧助燃加熱技術(shù)的特點(diǎn)，免除由空氣助燃加熱所帶進(jìn)的大量氮?dú)舛岣吡怂a(chǎn)可燃?xì)鉄嶂担Y(jié)構(gòu)合理，連續(xù)裝料與出渣，提高了生產(chǎn)能力。
文檔編號(hào)C10J3/84GK102899094SQ20111021402
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者樓龍春 申請(qǐng)人:樓龍春