專利名稱：生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備及生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程的能源再生技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有良好的發(fā)展前景。生物質(zhì)熱裂解技術(shù)是生物質(zhì)能回收利用的一種重要方式。它是在一定的熱力學(xué)條件下，通過提供有限氧或無氧的情況下，將組成生物質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳、氫氣和甲烷等可燃?xì)怏w的過程。但由于目前生物質(zhì)熱裂解產(chǎn)燃?xì)庵薪褂秃扛?，缺少有效處理方法，已成為該技術(shù)進(jìn)一步推廣的主要障礙。生物質(zhì)焦油是熱裂解過程中產(chǎn)生的液體副產(chǎn)物，焦油主要為較大分子碳?xì)浠衔锏募象w?？梢苑治龀龅某煞钟?00種，主要成分不少于20種，其中含量大于5%的有7 種，它們是苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油在低溫)時(shí)凝結(jié)成液體，隨溫度的升高而呈氣態(tài)，在沒有催化劑條件下焦油裂解需要很高的溫度(約為100(TC 1200°C )下能分解成小分子永久性氣體(再降溫時(shí)不凝結(jié)成液體)。焦油占可燃?xì)饽芰康?% 10%，在低溫下難以與可燃?xì)庖坏辣蝗紵?，民用時(shí)大部分焦油被浪費(fèi)。焦油在低溫下凝結(jié)成液體，容易和水、碳粒等結(jié)合在一起，堵塞輸氣管道，卡住閥門、抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，腐蝕金屬；焦油難以完全燃燒，并產(chǎn)生碳黑等顆粒，對(duì)燃?xì)饫迷O(shè)備如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等損害相當(dāng)嚴(yán)重；焦油及其燃燒后產(chǎn)生的氣體對(duì)人體是有害的。由此可見，可燃?xì)庵械慕褂途哂邢喈?dāng)大的危害性，在使用可燃?xì)馇?，必須盡量將它清除干凈。對(duì)生物質(zhì)焦油進(jìn)行裂解就是在高溫或催化劑的作用下，將焦油裂解為低分子燃?xì)?，不僅解決了焦油的危害問題，而且可以提高燃?xì)猱a(chǎn)量和熱值。生物質(zhì)焦油的裂解，既提高了氣化效率，又提高了合成氣的利用價(jià)值，對(duì)發(fā)展和推廣生物質(zhì)高品位利用技術(shù)具有決定性意義。參閱圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的生物質(zhì)熱解裂解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有的生物質(zhì)及焦油處理技術(shù)中，焦油裂解反應(yīng)器與生物質(zhì)熱解反應(yīng)器分為兩個(gè)設(shè)備，焦油裂解反應(yīng)器置于熱解反應(yīng)器后方，生物質(zhì)熱解后進(jìn)入該焦油裂解反應(yīng)器，焦油裂解反應(yīng)器中還放置了兩個(gè)同型號(hào)的熱電偶以監(jiān)測(cè)床溫，焦油裂解反應(yīng)器的加熱方式、溫控儀與熱解反應(yīng)器相同。這種方式的生物質(zhì)熱解裂解設(shè)備采用兩套加熱裝置，在一定程度上要消耗大量的熱能，同時(shí)熱解后的氣體需要通過管道通入裂解催化劑床層，在此過程中會(huì)有一部分的熱損失，在節(jié)能方面存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種集生物質(zhì)干餾與高溫裂解于一體的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其采用熱解干餾室和裂解室一體化結(jié)構(gòu)，以緊湊而合理的設(shè)置實(shí)現(xiàn)熱能利用效率的提高，降低熱能損耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解干餾及裂解反應(yīng)進(jìn)程的有效控制，使得生物質(zhì)燃料在設(shè)備內(nèi)得以充分反應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種生物質(zhì)干餾及裂解體化設(shè)備，包括主體，該主體包括熱解干餾室，設(shè)置在該主體的上部，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解以生成熱解后產(chǎn)物，所述熱解后產(chǎn)物包括燃?xì)?、炭及焦油；裂解室，設(shè)置在該主體的下部并與該熱解干餾室連通，對(duì)所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進(jìn)行裂解以生成燃?xì)?；以及燃燒室，設(shè)置在該熱解干餾室和該裂解室的外側(cè)，為該熱解干餾室和該裂解室供熱。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該熱解干餾室包括上部熱解干餾室和下部熱解干餾室，該下部熱解干餾室伸入該裂解室中且其內(nèi)徑小于該上部熱解干餾室，在該熱解干餾室上側(cè)部設(shè)置與之連通的原料進(jìn)口，所述生物質(zhì)原料從該原料進(jìn)口進(jìn)入該熱解干餾室。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該裂解室與該熱解干餾室之間通過該下部熱解干餾室的底部直接相通，在該裂解室上側(cè)部設(shè)置與之連通的燃?xì)獬隹?，用以排出燃?xì)?，在該裂解室底部設(shè)置有插板閥和鎖氣翻板卸灰閥，用以定期排出同態(tài)的裂解后產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該裂解室下側(cè)部還設(shè)置有水蒸汽輸送管，將水蒸汽引入該裂解室中以與所述熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴?。根?jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該燃燒室上側(cè)部設(shè)置有煙氣出口，在該燃燒室下側(cè)部設(shè)置有與之連通的燃料進(jìn)口，在該燃燒室下部還設(shè)置有清灰門用以定期清理該燃燒室中的燃燒后灰燼。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該主體為圓筒狀，該熱解干餾室和該裂解室與該燃燒室呈同心圓狀排列。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該主體高為2. 0-4. 0米。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該熱解干餾室的工作溫度為500°C -600°C，該裂解室的工作溫度為 IOOO0C -1200°c。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還提供一種生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，其包括如上所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，該系統(tǒng)還包括物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置，豎直伸入該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的熱解干餾室中，在該熱解干餾室中進(jìn)行原料的翻轉(zhuǎn)，并從該熱解干餾室向該裂解室輸送熱解后產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置包括變頻電機(jī)，設(shè)置在該熱解干餾室上方；中心旋轉(zhuǎn)軸，在該變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)葉片，設(shè)置在該中心旋轉(zhuǎn)軸上并位于該熱解干餾室中，其中當(dāng)該中心旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)所述葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述葉片的尺寸和旋轉(zhuǎn)方向被設(shè)置為使得該上部熱解干餾室中的物料向上翻轉(zhuǎn)，該下部熱解干餾室中的物料向下輸送。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中，所述多個(gè)葉片被分成上部葉片、中部葉片和下部葉片共三部分，上部葉片的外徑大于中部和下部葉片的直徑，且上部葉片的旋轉(zhuǎn)方向與中部和下部葉片相反，中部葉片的螺距小于上部和下部葉片。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括原料斗及螺旋輸送機(jī)，生物質(zhì)原料通過該原料斗和該螺旋輸送機(jī)而從原料進(jìn)口輸送至該熱解干餾室中；以及燃料斗及鼓風(fēng)機(jī)，燃料通過該燃料斗進(jìn)入與之相連的燃料管道，同時(shí)由該鼓風(fēng)機(jī)將空氣鼓入該燃料管道中，該燃料管道中的燃料和空氣從燃料進(jìn)口進(jìn)入燃燒室。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例，該系統(tǒng)所述使用的鼓風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)，保證燃料管道內(nèi)燃料充分燃燒所需的空氣量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括水封，通過燃?xì)馀懦龉芘c該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的燃?xì)獬隹谶B通，且該水封另有出口與大氣相通，用于調(diào)節(jié)熱解干餾室和裂解室的內(nèi)部壓力。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括余熱利用鍋爐，通過管道與該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的煙氣出口連通，該余熱利用鍋爐內(nèi)裝有軟化水，利用燃燒室產(chǎn)生的燃燒煙氣的熱量將軟化水轉(zhuǎn)化為水蒸汽，并將所述水蒸汽通過水蒸汽輸送管引入裂解室中，用來與來自熱解干餾室的熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴?。本發(fā)明設(shè)備采用熱解干餾室和裂解室一體化結(jié)構(gòu)，以緊湊而合理的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了熱能利用效率的提高，降低了熱能損耗。在提高熱效率的同時(shí)還能夠有效的控制熱解干餾及裂解反應(yīng)的進(jìn)程，并保證了產(chǎn)氣量的均勻。本發(fā)明設(shè)備采用物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置，保證了設(shè)備運(yùn)行中對(duì)原料輸送量的有效控制。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的生物質(zhì)熱解裂解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)的配置示意圖。其中的附圖標(biāo)記說明如下1、熱解干餾室；2、裂解室；3、燃燒室；4、水蒸汽輸送管；5、原料進(jìn)口 ；6、燃料進(jìn)口 ； 7、燃?xì)獬隹?；8、煙氣出口 ；9、插板閥；10、鎖氣翻板卸灰閥；11、清灰門；12、物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置；121、變頻電機(jī)；122、中心旋轉(zhuǎn)軸；123、葉片(請(qǐng)?jiān)趫D2中標(biāo)注121、122和123) (已標(biāo))；14、原料斗；15、螺旋輸送機(jī)；16、燃料斗；17、鼓風(fēng)機(jī)；18、余熱利用鍋爐；19、水封。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2所示，為本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備包括主體，該主體包括豎直設(shè)置的熱解干餾室1，位于該主體的上部，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解以生成熱解后產(chǎn)物，所述熱解后產(chǎn)物包括燃?xì)?、炭及焦油；裂解?，設(shè)置在該主體的下部并與該熱解干餾室1連通，對(duì)所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進(jìn)行裂解以生成燃?xì)猓灰约叭紵?，設(shè)置在該熱解干餾室1和該裂解室2的外側(cè)，為該熱解干餾室1 和該裂解室2供熱。其中，該熱解干餾室1包括上部熱解干餾室和下部熱解干餾室，該下部熱解干餾室伸入該裂解室2中一定距離，且下部熱解干餾室的內(nèi)徑小于該上部熱解干餾室，在該熱解干餾室1上側(cè)部設(shè)置與之連通的原料進(jìn)口 5，所述生物質(zhì)原料從該原料進(jìn)口 5進(jìn)入該熱解干餾室1。該裂解室2與該熱解干餾室1之間通過該下部熱解干餾室的底部直接相通，在該裂解室2上側(cè)部設(shè)置與之連通的燃?xì)獬隹?7，用以排出燃?xì)?。在該裂解?下側(cè)部還設(shè)置有水蒸汽輸送管4，將水蒸汽引入該裂解室2中以與所述熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴?。在該裂解?底部設(shè)置有插板閥9和鎖氣翻板卸灰閥10，用以定期排出同態(tài)的裂解后產(chǎn)物(包括炭和/或活性炭等)。在該燃燒室3上側(cè)部設(shè)置有煙氣出口 8，在該燃燒室3下側(cè)部設(shè)置有與之連通的燃料進(jìn)口 6，在該燃燒室3下部還設(shè)置有清灰門11用以定期清理該燃燒室3中的燃燒后灰燼。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該主體為圓筒狀，該熱解干餾室1和該裂解室2與該燃燒室 3呈同心圓狀排列。該主體高約為2. 0-4.0米。其中，該熱解干餾室1的工作溫度為500°C -600°C，該裂解室2的工作溫度為 IOOO0C -1200°c。圖3為本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)的全套裝備的配置示意圖。請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)包括如上所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備。再請(qǐng)參閱圖2，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)還包括物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置12，豎直伸入該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的熱解干餾室1中，在該熱解干餾室1中進(jìn)行原料的翻轉(zhuǎn)，并從該熱解干餾室1向該裂解室2輸送熱解后產(chǎn)物。其中，該物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置12包括變頻電機(jī)121，設(shè)置在該熱解干餾室 1上方；中心旋轉(zhuǎn)軸122，在該變頻電機(jī)121驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)葉片123，設(shè)置在該中心旋轉(zhuǎn)軸122上并位于該熱解干餾室1中，其中當(dāng)該中心旋轉(zhuǎn)軸122帶動(dòng)所述葉片123旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述葉片123的尺寸和旋轉(zhuǎn)方向被設(shè)置為使得該上部熱解干餾室中的物料向上翻轉(zhuǎn)， 該下部熱解干餾室中的物料向下輸送。所述多個(gè)葉片123被分成上部葉片、中部葉片和下部葉片共三部分，上部葉片的外徑大于中部和下部葉片的直徑，且上部葉片的旋轉(zhuǎn)方向與中部和下部葉片相反，中部葉片的螺距小于上部和下部葉片。繼續(xù)參閱圖3，本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)還包括原料斗14及螺旋輸送機(jī) 15，生物質(zhì)原料通過該原料斗14和該螺旋輸送機(jī)15而從原料進(jìn)口 5輸送至該熱解干餾室 1中；以及燃料斗16及鼓風(fēng)機(jī)17，燃料通過該燃料斗16進(jìn)入與之相連的燃料管道，同時(shí)由該鼓風(fēng)機(jī)17將空氣鼓入該燃料管道中，該燃料管道中的燃料和空氣從燃料進(jìn)口 6進(jìn)入燃燒室3。該鼓風(fēng)機(jī)17可以是本領(lǐng)域常用的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)還包括水封19，該水封19通過燃?xì)馀懦龉芘c該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的燃?xì)獬隹?7連通，且該水封19另有出口與大氣相通，用于調(diào)節(jié)熱解干餾室1和裂解室2的內(nèi)部壓力。本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)還包括余熱利用鍋爐18，通過管道與該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的煙氣出口 8連通，該余熱利用鍋爐18內(nèi)裝有軟化水，利用燃燒室3 產(chǎn)生的燃燒煙氣的熱量將軟化水轉(zhuǎn)化為水蒸汽，并將所述水蒸汽通過水蒸汽輸送管4引入裂解室2中，用來與來自熱解干餾室1的熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴?。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行描述。如圖3所示，粉末狀的生物質(zhì)原料由原料斗14通過螺旋輸送機(jī)15輸送進(jìn)入熱解
7干餾室1。在物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置12的中心旋轉(zhuǎn)軸122的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，原料在熱解干餾室1內(nèi)不停地翻轉(zhuǎn)并停留足夠的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)充分的熱解干餾。熱解干餾產(chǎn)生燃?xì)?、炭及焦油等熱解后產(chǎn)物，其中的熱解氣(包括燃?xì)?、呈氣態(tài)的焦油和水蒸汽)攜帶焦油等有機(jī)物進(jìn)入裂解室2，熱解后產(chǎn)物中的焦油在裂解室2中發(fā)生裂解反應(yīng)生成裂解氣(即小分子可燃?xì)怏w)，而熱解后產(chǎn)物中的炭與自外部輸送進(jìn)來的水蒸汽發(fā)生水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴康?，燃?xì)饨?jīng)由設(shè)置在裂解室2側(cè)壁的燃?xì)獬隹?7進(jìn)入燃?xì)馀懦龉?，繼而被引入后續(xù)的凈化冷卻系統(tǒng)。裂解室2中的水煤氣反應(yīng)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行控制，通過控制水蒸汽的噴入量獲得燃?xì)饣蚋咂焚|(zhì)活性炭。干餾裂解反應(yīng)后的炭(不通入水蒸氣時(shí)裂解室中的炭保持不變)或活性炭(在通入部分水蒸氣使炭不完全反應(yīng)后會(huì)生成活性炭)可以通過插板閥9 和鎖氣翻板卸灰閥10定量自行排出。與此同時(shí)，經(jīng)預(yù)處理后的粉末狀生物質(zhì)燃料由燃料斗16經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)17輸送至燃燒室3。粉末狀燃料在燃燒室3內(nèi)燃燒，燃燒室3內(nèi)下部具有較高的燃燒溫度，為裂解室 2提供熱量，燃燒室3上部具有較低的燃燒溫度，為干餾裂解室1提供熱量。由燃燒室3產(chǎn)生的燃燒煙氣進(jìn)入余熱利用鍋爐18，余熱利用鍋爐18利用燃燒煙氣提供的熱量將鍋爐18 中的軟化水加熱而變成水蒸汽，為裂解室2提供進(jìn)行水煤氣反應(yīng)的水蒸汽，提高了整個(gè)生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)的熱效率。為了保證熱解干餾室和裂解室中的壓力正常，在燃?xì)馀懦龉芴幵O(shè)置水封19，其設(shè)置在生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的外部，通過管道與燃?xì)馀懦龉芟嗤?，另有出口與大氣相通，用于調(diào)節(jié)反應(yīng)室內(nèi)部的壓力。其中，水封19中水的高度根據(jù)生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備內(nèi)的壓力來調(diào)節(jié)，以使得水封19內(nèi)的水的壓力略高于設(shè)備內(nèi)壓力，確保設(shè)備在正常運(yùn)行過程中燃?xì)獠粫?huì)泄露出去。當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力出現(xiàn)非正常情況時(shí)，高壓下的燃?xì)饽軌驈乃?9中釋放出來，從而避免給后繼的凈化設(shè)備等帶來危險(xiǎn)。本發(fā)明的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備將生物質(zhì)干餾熱解與焦油裂解集中在一個(gè)主體中進(jìn)行，通過物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置控制粉末狀生物質(zhì)原料的流量，保證生物質(zhì)原料在干餾熱解室內(nèi)進(jìn)行充分的熱解反應(yīng)，之后再將熱解后產(chǎn)物送入裂解室，對(duì)所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進(jìn)行熱裂解。本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有技術(shù)中分開設(shè)置的焦油裂解反應(yīng)器和生物質(zhì)熱解反應(yīng)器，并省去了這些反應(yīng)器之間的連接管道，以緊湊而合理的設(shè)置解決了不同反應(yīng)器之間物料輸送困難和熱能損耗過多的問題。生物質(zhì)物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置專門用于在生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的熱解干餾室中實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料的翻轉(zhuǎn)和輸送功能，該物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置的葉片在上部熱解干餾室中向上旋轉(zhuǎn)，從而翻轉(zhuǎn)生物質(zhì)原料并控制生物質(zhì)原料的進(jìn)料量和停留時(shí)間。該物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置的葉片在下部熱解干餾室(下部熱解干餾室外圍是裂解室)中向下旋轉(zhuǎn)，保證熱解干餾室中產(chǎn)生的焦油和炭能夠及時(shí)輸送到裂解室進(jìn)行裂解反應(yīng)和水煤氣反應(yīng)。本發(fā)明的生物質(zhì)物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置可以對(duì)熱解原料同時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和輸送，提高了熱解原料在熱解室中的停留時(shí)間，并能夠在此后將熱解后產(chǎn)物順利輸送至裂解室。在裂解室下部配有水蒸汽噴灑裝置(即在水蒸汽輸送管上裝有蒸汽噴頭)。經(jīng)過水煤氣反應(yīng)后的燃?xì)庥闪呀馐乙粋?cè)上方的燃?xì)廨敵龉茌敵龊髢艋鋮s。
當(dāng)熱解后產(chǎn)物進(jìn)入裂解室中之后，在其中的焦油等大分子有機(jī)物在裂解室內(nèi)發(fā)生裂解反應(yīng)的同時(shí)，炭與水蒸汽發(fā)生水煤氣反應(yīng)，降低了灰渣的產(chǎn)量和處理難度，提高了燃?xì)獾馁|(zhì)量。同時(shí)，通過控制水蒸汽的噴灑量可以生產(chǎn)活性炭。本發(fā)明可使用生物質(zhì)粉狀物料同時(shí)作為生物質(zhì)干餾裂解的原料(即生物質(zhì)原料) 和生物質(zhì)干餾裂解過程所需的加熱源(即生物質(zhì)燃料)，當(dāng)然，本發(fā)明的設(shè)備中所用的燃料也可以是其他類型的燃料。燃料由燃燒室下部進(jìn)入燃燒室往上燃燒，溫度自下而上依次遞減，使得裂解室溫度高于熱解干餾室溫度，保證了干餾熱解和裂解所需的熱量。采用生物質(zhì)粉狀燃料的高溫燃燒為生物質(zhì)干餾和焦油的裂解提供熱能，燃料燃燒溫度能夠達(dá)到 1000-1200°C。根據(jù)實(shí)際需要在裂解室內(nèi)可控制水蒸汽的通入時(shí)間及通入量，使其與熱解后產(chǎn)物中的炭發(fā)生反應(yīng)，以達(dá)到生成更多燃?xì)饣蛏a(chǎn)活性炭的要求。本發(fā)明生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備由原料斗通過螺旋輸送機(jī)為其輸送原料進(jìn)入熱解干餾室，由燃料斗通過羅茨鼓風(fēng)機(jī)為燃燒室提供燃料。裂解室中同時(shí)可以通過控制水蒸汽的噴入量實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)炭或活性炭的目的。通過設(shè)置余熱利用鍋爐，燃燒室中因燃料燃燒而產(chǎn)生的煙氣直接進(jìn)入余熱利用鍋爐進(jìn)行余熱利用，將余熱利用鍋爐中的軟化水轉(zhuǎn)化成水蒸汽，所產(chǎn)生的水蒸汽被送入裂解室中以與所述熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)。本發(fā)明在保證生物質(zhì)干餾裂解完全的情況下充分利用系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由余熱利用鍋爐為干餾裂解系統(tǒng)提供所需的水蒸汽，提高了整個(gè)系統(tǒng)的熱效率。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，包括主體，該主體包括熱解干餾室(1)，設(shè)置在該主體的上部，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解以生成熱解后產(chǎn)物，所述熱解后產(chǎn)物包括燃?xì)?、炭及焦油；裂解?2)，設(shè)置在該主體的下部并與該熱解干餾室(1)連通，對(duì)所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進(jìn)行裂解以生成燃?xì)猓灰约叭紵?3)，設(shè)置在該熱解干餾室(1)和該裂解室O)的外側(cè)，為該熱解干餾室(1)和該裂解室( 供熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，該熱解干餾室(1)包括上部熱解干餾室和下部熱解干餾室，該下部熱解干餾室伸入該裂解室O)中且其內(nèi)徑小于該上部熱解干餾室，在該熱解干餾室(1)上側(cè)部設(shè)置與之連通的原料進(jìn)口(5)，所述生物質(zhì)原料從該原料進(jìn)口(5)進(jìn)入該熱解干餾室(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，該裂解室( 與該熱解干餾室(1)之間通過該下部熱解干餾室的底部直接相通，在該裂解室( 上側(cè)部設(shè)置與之連通的燃?xì)獬隹?7)，用以排出燃?xì)?，在該裂解? 底部設(shè)置有插板閥(9)和鎖氣翻板卸灰閥(10)，用以定期排出固態(tài)的裂解后產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，在該裂解室( 下側(cè)部還設(shè)置有水蒸汽輸送管G)，將水蒸汽引入該裂解室O)中以與所述熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴俊?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，在該燃燒室C3)上側(cè)部設(shè)置有煙氣出口(8)，在該燃燒室C3)下側(cè)部設(shè)置有與之連通的燃料進(jìn)口(6)，在該燃燒室 (3)下部還設(shè)置有清灰門(11)用以定期清理該燃燒室(3)中的燃燒后灰燼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)干餾及裂解體化設(shè)備，其中，該主體為圓筒狀，該熱解干餾室(1)和該裂解室O)與該燃燒室(3)呈同心圓狀排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，該主體高為2.0-4.0米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，其中，該熱解干餾室(1) 的工作溫度為500°C _600°C，該裂解室O)的工作溫度為1000°C -1200°C。
9.一種生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，該系統(tǒng)還包括物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置(12)，豎直伸入該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的熱解干餾室(1)中，在該熱解干餾室(1)中進(jìn)行原料的翻轉(zhuǎn)，并從該熱解干餾室(1)向該裂解室 (2)輸送熱解后產(chǎn)物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，其中，該物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置(12)包括變頻電機(jī)(121)，設(shè)置在該熱解干餾室(1)上方；中心旋轉(zhuǎn)軸(122)，在該變頻電機(jī)(121)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)葉片(123)，設(shè)置在該中心旋轉(zhuǎn)軸(12 上并位于該熱解干餾室(1)中，其中當(dāng)該中心旋轉(zhuǎn)軸(122)帶動(dòng)所述葉片(123)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述葉片(123)的尺寸和旋轉(zhuǎn)方向被設(shè)置為使得該上部熱解干餾室中的物料向上翻轉(zhuǎn)，該下部熱解干餾室中的物料向下輸送。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)葉片(12 被分成上部葉片、中部葉片和下部葉片共三部分，上部葉片的外徑大于中部和下部葉片的直徑，且上部葉片的旋轉(zhuǎn)方向與中部和下部葉片相反，中部葉片的螺距小于上部和下部葉片。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括原料斗(14)及螺旋輸送機(jī)(15)，生物質(zhì)原料通過該原料斗(14)和該螺旋輸送機(jī)(15)而從原料進(jìn)口(5)輸送至該熱解干餾室(1)中；以及燃料斗(16)及鼓風(fēng)機(jī)(17)，燃料通過該燃料斗(16)進(jìn)入與之相連的燃料管道，同時(shí)由該鼓風(fēng)機(jī)(17)將空氣鼓入該燃料管道中，該燃料管道中的燃料和空氣從燃料進(jìn)口(6)進(jìn)入燃燒室⑶。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括水封(19)，通過燃?xì)馀懦龉芘c該生物質(zhì)干餾及裂解體化設(shè)備的燃?xì)獬隹?7)連通，且該水封(19)另有出口與大氣相通，用于調(diào)節(jié)熱解干餾室(1)和裂解室O)的內(nèi)部壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)干餾及裂解系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括余熱利用鍋爐(18)，通過管道與該生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備的煙氣出口(8)連通，該余熱利用鍋爐(18)內(nèi)裝有軟化水，利用燃燒室(3)產(chǎn)生的燃燒煙氣的熱量將軟化水轉(zhuǎn)化為水蒸汽，并將所述水蒸汽通過水蒸汽輸送管(4)引入裂解室( 中，用來與來自熱解干餾室(1)的熱解后產(chǎn)物中的炭進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，生成燃?xì)夂突钚蕴俊?br> 全文摘要
一種生物質(zhì)干餾及裂解一體化設(shè)備，包括主體；該主體包括熱解干餾室，設(shè)置在該主體的上部，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解以生成熱解后產(chǎn)物，所述熱解后產(chǎn)物包括燃?xì)?、炭及焦油；裂解室，設(shè)置在該主體的下部并與該熱解干餾室連通，對(duì)所述熱解后產(chǎn)物中的焦油進(jìn)行裂解以生成燃?xì)?；以及燃燒室，設(shè)置在該熱解干餾室和該裂解室的外側(cè)，為該熱解干餾室和該裂解室供熱。本發(fā)明采用熱解干餾室和裂解室的一體化結(jié)構(gòu)，在提高熱效率的同時(shí)能夠有效的控制熱解干餾及裂解反應(yīng)的進(jìn)程，保證了產(chǎn)氣量的均勻，并能同時(shí)生產(chǎn)活性炭。本發(fā)明還采用物料翻轉(zhuǎn)及輸送一體化裝置在設(shè)備主體內(nèi)進(jìn)行物料翻轉(zhuǎn)和輸送，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)保證了對(duì)原料輸送量和裂解反應(yīng)時(shí)間的有效控制。
文檔編號(hào)C01B31/08GK102199451SQ20111008553
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者徐冬利, 趙洪葉, 魏曉明 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合創(chuàng)業(yè)環(huán)保工程有限公司