生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和對生物質(zhì)進行熱解的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和對生物質(zhì)進行熱解的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)能源是地球上儲量最為豐富的清潔型可再生能源，將生物質(zhì)能源有效利用，不僅可以減少化石能源等不可再生能源的消耗，還對經(jīng)濟效益的提高、環(huán)境污染的治理方面起著重要作用。目前，生物質(zhì)能源利用效率較低，除取暖、發(fā)電、返田等利用外，其他大部分生物質(zhì)能源處于閑置狀態(tài)，造成大量能源浪費。
[0003]生物質(zhì)熱解是實現(xiàn)生物質(zhì)高效能源化利用的最有效的途徑之一。生物質(zhì)熱解是指在無氧或低氧的條件下，對生物質(zhì)提供熱量，使生物質(zhì)分解為生物油、可燃氣和生物炭的過程。目前，已有的熱解方式難以長期穩(wěn)定運行，同時熱解得到的生物油中主要分為重質(zhì)油和輕質(zhì)油，其中重質(zhì)油難以直接利用而作為廢棄物處理。熱解得到的熱解油氣直接用水噴淋冷卻，生物炭直接水熄焦，均造成大量顯熱損失，不利于生物質(zhì)能源的高效利用。
[0004]因此，生物質(zhì)熱解的方法和系統(tǒng)有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能源利用率高、能耗低的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括:多級料倉，所述多級料倉依次連接，所述多級料倉包括一級生物質(zhì)儲存料倉組、二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組和三級熱解油氣過濾料倉組，其中，所述一級生物質(zhì)儲存料倉組、所述二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組和所述三級熱解油氣過濾料倉組沿物料流動方向依次設(shè)置，用于對生物質(zhì)進行預(yù)熱干燥處理，以便得到預(yù)熱干燥后的生物質(zhì)；緩沖罐，所述緩沖罐設(shè)置在相鄰所述料倉之間，且所述緩沖罐與所述料倉通過截止閥相連；熱解爐，所述熱解爐與所述三級熱解油氣過濾料倉組相連，用于對所述預(yù)熱干燥后的生物質(zhì)進行熱解處理，以便得到生物炭、熱解油氣以及煙氣。
[0007]根據(jù)的本發(fā)明實施例，利用二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組對生物質(zhì)原料進行預(yù)熱干燥處理，使生物質(zhì)原料的含水量降低。三級熱解油氣過濾料倉組與熱解爐直接連接在一起，熱解油氣經(jīng)二者的連接口進入三級熱解油氣過濾料倉組中，并在三級熱解油氣過濾料倉組中流通，使得熱解油氣與生物質(zhì)原料充分換熱，實現(xiàn)顯熱回收；同時，生物質(zhì)原料可以濾去熱解油氣中的部分重質(zhì)焦油和雜質(zhì)，簡化后續(xù)的燃氣凈化系統(tǒng)；生物質(zhì)表面吸附的重質(zhì)焦油重新回到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐中進行熱解反應(yīng)，進而提高燃氣的熱值，實現(xiàn)了重質(zhì)焦油的廢物利用。由此，本發(fā)明的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)顯熱回收率高，有效地實現(xiàn)了能源的充分利用，能耗小。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例，生物質(zhì)的種類不受特別的顯著，可以熱解的農(nóng)林業(yè)廢棄物即可。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，生物質(zhì)可以是木肩、樹枝、秸桿等。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該生物質(zhì)熱解系統(tǒng)進一步包括:破碎機，用于對所述生物質(zhì)進行破碎預(yù)處理，以便得到破碎后的生物質(zhì)；以及成型機，用于將所述破碎后的生物質(zhì)進行成型處理，以便得到生物質(zhì)團塊。根據(jù)本發(fā)明的實施例，生物質(zhì)團塊的形狀不受特別的限制，只要便于熱解處理即可，可以是棒狀、粒狀、球狀或塊狀。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述一級生物質(zhì)儲存料倉組包括至少一個一級生物質(zhì)儲存料倉，
[0011]所述二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組包括至少一個二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉，所述三級熱解油氣過濾料倉組包括至少一個三級熱解油氣過濾料倉。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:換熱器，所述換熱器與所述熱解爐相連，用于對所述生物炭和煙氣進行換熱處理，以便得到降溫后的生物炭和預(yù)熱后的煙氣。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:煙氣管路，所述煙氣管路與所述換熱器和所述二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組相連，用于將所述預(yù)熱后的煙氣輸送至所述二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組中，以便利用所述預(yù)熱后的煙氣對生物質(zhì)進行預(yù)熱干燥處理。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉和所述三級熱解油氣過濾料倉的高與內(nèi)徑的比例均為(4-8):1。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該生物質(zhì)熱解系統(tǒng)進一步包括:熄焦室，所述熄焦室與所述換熱器相連，利用所述含水蒸氣的煙氣對所述降溫后的生物炭進行熄焦處理，以便得到冷卻后的生物炭。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熱解爐為蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)對生物質(zhì)進行熱解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:利用熱解爐將生物質(zhì)進行熱解處理，以便得到生物炭、熱解油氣以及煙氣；所述多級料倉利用所述生物質(zhì)對所述熱解油氣進行過濾處理，以便得到過濾后的熱解油氣；在所述多級料倉中，所述生物炭和所述煙氣進行換熱處理，以便得到降溫后的生物炭和換熱煙氣，其中，所述預(yù)熱后的煙氣用于在進行所述過濾處理前對所述生物質(zhì)進行預(yù)熱干燥處理，并得到含水蒸氣的煙氣；以及利用所述含水蒸氣的煙氣對所述降溫后的生物炭進行熄焦處理，以便得到冷卻后的生物炭。
[0018]根據(jù)的本發(fā)明實施例，本發(fā)明利用生物質(zhì)熱解得到的生物炭、熱解油氣和煙氣進行換熱處理后，對生物質(zhì)原料進行預(yù)熱干燥處理，利用生物質(zhì)對熱解油氣進行過濾處理，使得熱解油氣與生物質(zhì)原料充分換熱，對生物質(zhì)原料進行預(yù)熱干燥處理，實現(xiàn)顯熱回收，同時，生物質(zhì)原料可以濾去熱解油氣中的部分重質(zhì)焦油和雜質(zhì)，簡化后續(xù)的燃氣凈化處理；生物質(zhì)表面吸附的重質(zhì)焦油重新進行熱解反應(yīng)，進而提高燃氣的熱值，實現(xiàn)了重質(zhì)焦油的廢物利用。利用熱解爐排出的煙氣與生物炭換熱得到的預(yù)熱后的煙氣對生物質(zhì)原料進行預(yù)熱干燥，實現(xiàn)能源的高效利用。由此，利用本發(fā)明的方法對生物質(zhì)進行熱解，顯熱回收率高，有效地實現(xiàn)了能源的充分利用，能耗小。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:對所述生物質(zhì)進行破碎和成型預(yù)處理，以便得到生物質(zhì)團塊。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:對所述過濾后的熱解油氣進行凈化處理，以便得到生物油和燃氣，其中，部分所述燃氣為所述熱解處理提供燃料。
[0021]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的對生物質(zhì)進行熱解的流程示意圖；
[0027]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的對生物質(zhì)進行熱解的流程示意圖；
[0028]圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031]需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對該生物質(zhì)熱解系統(tǒng)1000進行解釋說明，該系統(tǒng)1000包括:多級料倉100、緩沖罐600和熱解爐200。根據(jù)本發(fā)明的實施例，多級料倉100依次連接，該多級料倉100包括一級生物質(zhì)儲存料倉組110、二級生物質(zhì)預(yù)熱干燥料倉組120和三級熱解油氣過濾料倉組1