生物油制備系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型新能源制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種將生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化成生物油的制備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源的推廣應(yīng)用，特別是生物質(zhì)能源在替代傳統(tǒng)能源和改善環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮著重大作用。近年來，通過技術(shù)攻關(guān)，生物油產(chǎn)品質(zhì)量日漸提升，并已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn)，可以在燃油鍋爐，發(fā)動機和渦輪機上使用，精煉后可在一定程度上代替汽油、柴油等高品位燃料。
[0003]生物油制備系統(tǒng)的核心設(shè)備是熱解反應(yīng)器，應(yīng)用最廣泛的是循環(huán)流化床熱解反應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器，但流化床熱解反應(yīng)器須以氣體為流化介質(zhì)，不能充分利用其余熱，熱載體分離時易磨損消耗，同時旋風分離器的壁面也被磨損，對設(shè)備造成損害，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，磨損產(chǎn)生的碎肩易進入到產(chǎn)品生物油中，適應(yīng)原料尺寸小、粒徑范圍窄。對于旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器而言，物料的流動需要額外動力帶動，且高溫、粉塵和焦油易影響轉(zhuǎn)動裝置。
[0004]生物油一般是通過冷凝生物質(zhì)熱解氣得到的產(chǎn)物，但在快速熱解過程中，由于生物質(zhì)熱解氣含有熱載體、炭粉和灰分等多種固體雜質(zhì)，其分離難度大，分離效果的優(yōu)劣將嚴重影響液化后的生物油的品質(zhì)，導致容易變質(zhì)，性狀不移定，令儲存時間縮短，不利于遠程配送。因此，必須對針對雜質(zhì)重點采取處理措施。
[0005]其中，針對炭粉的去除，一般采用雙級旋風除塵器，通過兩次旋風分離步驟，便能實現(xiàn)凈化目的，但是，當熱解氣體從一級旋風除塵器輸入二級旋風除塵器時，其溫度會降低至400以下，可使熱解氣體中的氣態(tài)焦油冷凝成粘稠液體并附著于設(shè)備內(nèi)壁和管路形成結(jié)焦，當結(jié)焦量嚴重時，將會影響設(shè)備的正常運行，且可能發(fā)生堵塞管路的情況，況且對結(jié)焦的處理難度非常大。
[0006]另外，針對熱解氣體中的熱載體和炭的分離，目前普遍采用旋風分離技術(shù)，分離出來的熱載體和炭混合物直接被燃燒床燃燒以循環(huán)利用，達到有效處理余炭的目的。然而，一方面，燃燒炭粉會產(chǎn)生增量排放煙氣，增大煙氣環(huán)保處理難度；另一方面，卻忽略了炭粉的經(jīng)濟價值，由于生物質(zhì)炭粉應(yīng)用廣泛，能用作土壤改良劑，活性炭原料、燒烤炭和蚊香制品等，其市場前景應(yīng)用好。因此，生物油系統(tǒng)如何考慮熱載體和炭混合物的分離，具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，本實用新型提供了一種熱解反應(yīng)過程無需外力參與且反應(yīng)原料范圍大、除雜質(zhì)過程流動性通暢且固體雜質(zhì)分離效果好的生物油制備系統(tǒng)。
[0008]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種生物油制備系統(tǒng)，包括熱解生物質(zhì)燃料產(chǎn)生熱解氣的熱解反應(yīng)器、加熱熱載體的燃燒床和除去炭粉的旋風除塵器，所述熱解反應(yīng)器本體內(nèi)腔的側(cè)壁設(shè)置若干塊傾斜的隔板，熱解反應(yīng)器底部的出料口分成氣體通道和固體通道并連通具有熱解反應(yīng)功能的沉降罐，該沉降罐的氣體出口連通旋風除塵器；所述旋風除塵器的殼體包裹一層保溫層并與殼體形成夾腔，該夾腔與燃燒床的煙氣出口連通；所述燃燒床設(shè)置回料口，回料口連通沉降罐和分離罐，所述分離罐與旋風分離器通過離心風機形成閉環(huán)的除塵回路。
[0009]進一步地，所述燃燒床的出料口連接儲存熱載體的緩沖倉，該緩沖倉的煙氣出口連通旋風除塵器的夾腔。
[0010]所述燃燒床分為橫式燃燒床和豎式燃燒床，其中橫式燃料床與氣液分離器連通，豎式燃燒床的出料口連接緩沖倉，而豎式燃燒床的回料口與分離罐及沉降罐的出料口連通。
[0011 ] 所述沉降罐的出料口與分離罐的出料口之間連接螺旋進料機。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0013]第一，由于在生物質(zhì)熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置隔板，生物質(zhì)原料依靠重力自動下落，在隔板阻擋力作用下被自動打散同時增加湍動程度，實現(xiàn)良好混合傳熱效果，使反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)更充分、更均勻，提升熱解反應(yīng)效率；生物質(zhì)原料的攪拌過程無需借助氣體流化介質(zhì)或額外動力，不僅簡化熱解工藝，而且熱解反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單。
[0014]第二，通過將燃燒床的余熱煙氣引入旋風除塵器的夾腔中，使旋風除塵器及其連接管路在工作過程中保持高溫環(huán)境，防止熱解氣體中所含的焦油在旋風除塵器和管路內(nèi)結(jié)焦，不僅充分利用了煙氣余熱，且降低煙氣排放溫度，減少熱能損失。
[0015]第三，通過分離罐將生物質(zhì)炭和熱載體混合物有效分離并在離心風機的作用下將生物質(zhì)炭無限循環(huán)分離，最大限度地收集更多生物質(zhì)炭粉成為附加值產(chǎn)品，提高生物質(zhì)熱解氣化系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
【附圖說明】
[0016]圖1為生物油制備系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖2為熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，生物油制備系統(tǒng)主要由儲料倉8、熱解反應(yīng)器7、沉降罐13、橫式燃燒床1、豎式燃燒床4、緩沖倉5、旋風除塵器9、噴淋塔10、氣液分離器11和分離罐2組成。
[0019]熱解反應(yīng)器7的入料口與儲料倉8和緩沖倉5的出料口通過螺旋進料器6連通，熱解反應(yīng)器7的出料口連接沉降罐13。沉降罐的作用在于進一步分離炭粉中攜帶的熱解氣，也為了進一步燃盡生物質(zhì)燃料，提高熱解氣產(chǎn)出率。
[0020]沉降罐13的出氣口依次連接旋風除塵器9、噴淋塔10、氣液分離器11。旋風除塵器9的殼體包裹一層保溫套91，保溫套91與外壁之間形成夾腔。緩沖倉5的出煙口連通旋風除塵器的夾腔。緩沖倉5的氣體出口與旋風除塵器9的夾腔之間設(shè)置旋風分離器，由旋風分離器除去灰塵后，再向旋風除塵器的夾腔通入較干凈的煙氣，防止堵塞管路。旋風除塵器9包括一級旋風除塵器和二級旋風除塵器，用于將熱解氣中的炭粉分離出來。
[0021]橫式燃燒床I的出料口連接豎式燃燒床4，豎式燃燒床4的回料口連接分離罐2和螺旋輸送機14 一端。橫式燃燒床主要作用是燃燒產(chǎn)生熱量，豎式燃燒床主要作用是流化過程中加熱熱載體。
[0022]分離罐2的出風口依次連接旋風分離器3和離心風機15。分離罐的作用是分離出熱載體和炭粉。旋風分離器的作用是收集炭粉。離心風機的作用是令未分離炭粉在分離罐與旋風除塵器之間形成閉環(huán)除塵回路，令未分離炭粉在循環(huán)系統(tǒng)中多次循環(huán)分離。
[0023]沉降罐13的出料口連接螺旋輸送機14另一端。豎式燃燒床4的出料口連接緩沖倉5。氣液分離器11的出氣口連接橫式燃燒床I。氣液分離器11和橫式燃燒床I之間設(shè)置引風機12，使熱解氣引入橫式燃燒床中燃燒。
[0024]如圖2所示，熱解反應(yīng)器7的主體內(nèi)腔為方形體，左右內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有相向的有如百葉窗排列的若干塊隔板73，隔板朝下方傾斜。隔板起到打散生物質(zhì)原料的作用，增加熱載體與生物質(zhì)原料的混合，使受熱均勻，更重要的作用是使不同粒徑的生物質(zhì)原料的反應(yīng)停留時間不同，實現(xiàn)不同粒徑的生物質(zhì)原料的多級熱解反應(yīng)。熱解反應(yīng)器7上端開設(shè)有熱載體進口 71和原料進口 72。熱解反應(yīng)器的底部為料斗結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置向下傾斜的出口，該出口由氣體通道74和固體通道75構(gòu)成。熱解反應(yīng)器的出口連通沉降罐13上部。沉降罐13上端開設(shè)有氣體出口 131，底部設(shè)有出料口 132。
[0025]生物質(zhì)油制備流程是:
[0026]1、生物質(zhì)燃料經(jīng)烘干機烘干，輸送至儲料倉，同時，熱載體由橫式燃燒床加熱后，在風機的作用下，經(jīng)豎式燃燒床輸送至緩沖倉。
[0027]2、生物質(zhì)燃料經(jīng)螺旋進料器輸入熱解反應(yīng)器，同時，熱載體也經(jīng)螺旋進料器輸入熱解反應(yīng)器。生物質(zhì)燃料與熱載體的配比大概是20:1。生物質(zhì)燃料在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生生物質(zhì)熱解氣和炭。
[0028]生物質(zhì)熱解氣經(jīng)過氣體通道進入沉降罐，而炭、未完全反應(yīng)燃料和熱載體由固體通道進入沉降罐，炭、未完全反應(yīng)燃料繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生熱解氣，熱載體和部分裂解產(chǎn)物炭粉在重力作用下掉落。
[0029]3、熱解氣由沉降罐的氣體出口依次進入一級旋風除塵器、二級旋風除塵器、噴淋塔和氣液分離器，產(chǎn)生生物油和不可凝熱解氣，不可凝熱解氣被引風機引入橫式燃燒床，用以加熱熱載體；同時，熱載體和部分裂解產(chǎn)物炭粉由螺旋輸送機輸送至豎式燃燒床的回料口，熱載體被直接輸入立式燃燒機循環(huán)加熱，炭粉連同夾雜的熱載體在離心風機的作用下，鼓入分離罐中，熱載體在重力作用下掉落后被螺旋輸送機輸入豎式燃燒床，炭粉在旋風分離器的作用下被分離出來收集利用，余量炭粒則在風機的作用下，循環(huán)輸入分離罐繼續(xù)循環(huán)分離。
[0030]4、豎式燃燒床循環(huán)加熱熱載體，熱載體伴隨600°C左右余熱煙氣逆向依次進入二級旋風除塵器、一級旋風除塵器的夾腔中，對旋風除塵器起到保溫作用，確保從二級旋風除塵器出來的高溫熱解氣溫度不低于從一級旋風分離器進入的高溫熱解氣溫度，這樣熱解氣的溫度始終大于450°C，焦油不會在兩級旋風除塵器和連接管道內(nèi)結(jié)焦；從二級旋風除塵器出來的較低溫煙氣循環(huán)供給烘干爐利用。
【主權(quán)項】
1.一種生物油制備系統(tǒng)，包括熱解生物質(zhì)燃料產(chǎn)生熱解氣的熱解反應(yīng)器、加熱熱載體的燃燒床和除去炭粉的旋風除塵器， 其特征在于:所述熱解反應(yīng)器本體內(nèi)腔的側(cè)壁設(shè)置若干塊傾斜的隔板，熱解反應(yīng)器底部的出料口分成氣體通道和固體通道并連通具有熱解反應(yīng)功能的沉降罐，該沉降罐的氣體出口連通旋風除塵器； 所述旋風除塵器的殼體包裹一層保溫層并與殼體形成夾腔，該夾腔與燃燒床的煙氣出口連通； 所述燃燒床設(shè)置回料口，回料口連通沉降罐和分離罐，所述分離罐與旋風分離器通過離心風機形成閉環(huán)的除塵回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物油制備系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒床的出料口連接儲存熱載體的緩沖倉，該緩沖倉的煙氣出口連通旋風除塵器的夾腔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物油制備系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒床分為橫式燃燒床和豎式燃燒床，其中橫式燃料床與氣液分離器連通，豎式燃燒床的出料口連接緩沖倉，而豎式燃燒床的回料口與分離罐及沉降罐的出料口連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物油制備系統(tǒng)，其特征在于，所述沉降罐的出料口與分離罐的出料口之間連接螺旋進料機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物油制備系統(tǒng)，其熱解反應(yīng)器本體內(nèi)腔的側(cè)壁設(shè)置若干塊傾斜的隔板，熱解反應(yīng)器底部的出料口分成氣體通道和固體通道并連通的沉降罐的氣體出口連通旋風除塵器；旋風除塵器設(shè)置的夾腔與燃燒床的煙氣出口連通；燃燒床設(shè)置的回料口連通沉降罐和分離罐，分離罐與旋風分離器通過離心風機形成閉環(huán)的除塵回路。生物油制備系統(tǒng)具有熱解反應(yīng)效率高、熱解余熱煙氣有效利用，熱解氣不會在旋風除塵器和管路內(nèi)結(jié)焦、炭粉收集量最大化等特點。
【IPC分類】C10G53/02, C10G57/00, C10G1/00, B01D45/16
【公開號】CN204874405
【申請?zhí)枴緾N201520524353
【發(fā)明人】常厚春, 馬革, 鄢雄偉, 張衍勝, 熊偉
【申請人】廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月17日