專利名稱：一種生物質(zhì)流態(tài)化-旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)快速熱解的工藝設(shè)備，具體地指一種流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕雙反應(yīng)器快 速熱解新型設(shè)備。屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)快速熱解是指在完全沒有氧氣或缺氧的條件下，采用中等反應(yīng)溫度(500 650'C)、 高加熱速率(104 1051:/5)和極短氣體停留時(shí)間(小于2s)，將生物質(zhì)中大分子熱裂解變?yōu)樾?分子的過程，主要熱解產(chǎn)物為熱解油?？焖贌峤庵饕哂蟹磻?yīng)時(shí)間短，熱解速度快；原料粒 徑小、加熱速率快；精準(zhǔn)的中溫控制；極短的氣體停留時(shí)間(小于2s)等特點(diǎn)。
生物質(zhì)快速熱解技術(shù)中，熱解反應(yīng)器是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按照傳熱方式不同可將快速熱解反應(yīng) 器分為機(jī)械接觸式、間接式和混合式三類。機(jī)械接觸式快速熱解反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是生物 質(zhì)顆粒通過與灼熱的反應(yīng)器表面直接或間接接觸，溫度快速升高，使其熱解，這個(gè)過程中熱 量傳遞的方式主要為熱傳導(dǎo)。常見的有燒蝕熱解反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器等。燒蝕熱解反應(yīng)器 是早期典型的機(jī)械接觸式反應(yīng)器，生物質(zhì)顆粒在高速氮?dú)饣蜻^熱蒸汽引射流的作用下沿切線 方向進(jìn)入反應(yīng)器，并由高速離心力驅(qū)動(dòng)，從而在高溫反應(yīng)器壁上燒蝕，實(shí)現(xiàn)快速熱解；間接 式快速熱解反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是生物質(zhì)顆粒在反應(yīng)器內(nèi)通過與溫度較高的反應(yīng)器壁面或熱 輻射器進(jìn)行輻射換熱，使其快速升溫?zé)峤猓@個(gè)過程熱量傳遞的主要方式為熱輻射。具有代 表性的間接式快速熱解反應(yīng)器是熱輻射反應(yīng)器。該反應(yīng)器采用氙燈作為熱源，能夠均勻地提 供一維高強(qiáng)度熱量給反應(yīng)器內(nèi)套管中的生物質(zhì)顆粒，使其快速熱解。這類反應(yīng)器溫度控制較 為困難，并且對二次反應(yīng)的抑制作用較差，同時(shí)需特殊高溫?zé)嵩?，這使得實(shí)際應(yīng)用受到限制, 通常僅在機(jī)理特性研究時(shí)才采用；混合式快速熱解反應(yīng)器的主要特點(diǎn)是生物質(zhì)顆粒在反應(yīng) 器內(nèi)，借助熱氣流或氣固多相流對生物質(zhì)顆粒進(jìn)行快速加熱，熱量傳遞的主要方式為對流換 熱。常見的有流化床反應(yīng)器、快速引射床反應(yīng)器、循環(huán)流化床反應(yīng)器等。近年來，國內(nèi)外對 快速熱解反應(yīng)器進(jìn)行了許多研究，在反應(yīng)器性能及降低成本方面取得了較大的進(jìn)展，但目前 為止仍然沒有普遍認(rèn)為最好的快速熱解反應(yīng)器。因此，進(jìn)一步對新型快速熱解反應(yīng)器進(jìn)行研 究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種生物質(zhì)流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器，以有效增加物料處 理量，充分利用熱解過程中能耗，極大的提高熱解油的產(chǎn)率。
3快速熱解新型設(shè)備具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案如下
本發(fā)明用于生物質(zhì)流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器，結(jié)合噴動(dòng)流化床，提出了二次進(jìn) 料與旋風(fēng)分離相結(jié)合的新技術(shù)，由此將流態(tài)化與旋風(fēng)燒蝕兩種快速熱解方式有機(jī)結(jié)合起 來。
噴動(dòng)流化床(具體材料及規(guī)格見實(shí)用新型專利《噴動(dòng)循環(huán)流化床木質(zhì)生物質(zhì)快速熱解設(shè) 備》專利號(hào)200720151933. 6)。
旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器是在常規(guī)旋風(fēng)分離器的基礎(chǔ)上，外壁繞有加熱絲，并在進(jìn)氣口處設(shè)置 二次進(jìn)料裝置，將二次進(jìn)料和旋風(fēng)分離相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二次進(jìn)料的旋風(fēng)燒蝕快速熱解。旋風(fēng)燒 蝕反應(yīng)器具有兩種功能， 一是具有氣固分離作用，二是具有旋風(fēng)燒蝕作用。
所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器筒體的直徑90ram，進(jìn)氣口橫截面的寬度23咖，進(jìn)氣口橫截面的高 度45腿，進(jìn)氣口的高度45mm，錐體高度200mm，總高度560咖。
所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器排氣管直徑32腿，厚3誦，插入深度160ram。
所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器除炭口直徑25mm。
所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器二次進(jìn)料口設(shè)置在旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器熱解氣體進(jìn)口處，與熱解氣體 進(jìn)氣通道垂直。


圖l為本發(fā)明反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性進(jìn)步1)噴動(dòng)流化床反應(yīng)器與旋風(fēng) 燒蝕反應(yīng)器相結(jié)合；2)采用二次進(jìn)料裝置增加了生物質(zhì)快速熱解反應(yīng)器的處理量；3)生物 質(zhì)顆粒在噴動(dòng)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行快速熱解，熱解產(chǎn)生的熱解氣作為旋風(fēng)燒蝕熱解反應(yīng)器中 載氣，該載氣攜帶二次進(jìn)料的生物質(zhì)顆粒在旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)熱解；4)快速熱解效果好， 充分利用快速熱解過程中產(chǎn)生的熱量。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及實(shí)施作進(jìn)一步的描述
圖l為本發(fā)明提供的一種生物質(zhì)分段控溫流化床快速熱解反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，該 裝置主要包括1-進(jìn)氣口； 2-螺旋進(jìn)料器(l); 3-噴動(dòng)流化床反應(yīng)器；4-連接口 ； 5-排氣口 ； 6-旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器；7-螺旋進(jìn)料器(2); 8-加熱絲；9-除炭口。
實(shí)施例1:以用于處理量30kg/h落葉松木材流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器為例，如 圖所示，其工作過程為①木材顆粒由螺旋進(jìn)料器(1) 2將物料輸入噴動(dòng)流化床反應(yīng)器3中進(jìn) 行快速熱解；②產(chǎn)生熱解蒸汽進(jìn)入旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器6，作為該反應(yīng)器中熱載氣；③木材顆粒由螺旋進(jìn)料器(2) 7輸入旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器6，實(shí)現(xiàn)快速熱解； 流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng) 器產(chǎn)生的熱解氣由排氣口5排出，炭從除炭口9收集。
實(shí)驗(yàn)表明，這種流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器增加了物料的處理能力，充分利用熱 解過程中產(chǎn)生的熱量。當(dāng)物料粒徑O. 45 0.9mm，反應(yīng)溫度550'C，氣體流量15m7h，螺旋進(jìn) 料器(1)處理量為25kg/h，螺旋進(jìn)料器(2)處理量為5kg/h，熱解油產(chǎn)率為64%,。
實(shí)施例2:以用于處理量30kg/h落葉松木材流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解系統(tǒng)為例，如圖 所示，其工作過程同實(shí)施例l。
實(shí)驗(yàn)表明，這種木材快速熱解快速熱解完全滿足快速熱解工藝要求，效率較高。當(dāng)物料 粒徑0.2 0.45mm，反應(yīng)溫度60(TC，氣體流量20m7h，熱解油顏色為棕黃色，產(chǎn)率為67%。
權(quán)利要求
1. 生物質(zhì)流態(tài)化一旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器，結(jié)合噴動(dòng)流化床，提出了二次進(jìn)料與旋風(fēng)分離相結(jié)合的新技術(shù)，由此將流態(tài)化與旋風(fēng)燒蝕兩種快速熱解方式有機(jī)結(jié)合起來。其特征在于噴動(dòng)流化床(具體材料及規(guī)格見實(shí)用新型專利《噴動(dòng)循環(huán)流化床木質(zhì)生物質(zhì)快速熱解設(shè)備》專利號(hào)200720151933.6)。旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器是在常規(guī)旋風(fēng)分離器的基礎(chǔ)上，外壁繞有加熱絲，并在進(jìn)氣口處設(shè)置二次進(jìn)料裝置，將二次進(jìn)料和旋風(fēng)分離相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二次進(jìn)料的旋風(fēng)燒蝕快速熱解。旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器具有兩種功能，一是具有氣固分離作用，二是具有旋風(fēng)燒蝕作用。所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器筒體的直徑90mm，進(jìn)氣口橫截面的寬度23mm，進(jìn)氣口橫截面的高度45mm，進(jìn)氣口的高度45mm，錐體高度200mm，總高度560mm。所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器排氣管直徑32mm，厚3mm，插入深度160mm。所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器除炭口直徑25mm。所述旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器二次進(jìn)料口設(shè)置在旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器熱解氣體進(jìn)口處，與熱解氣體進(jìn)氣通道垂直。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)流態(tài)化—旋風(fēng)燒蝕快速熱解反應(yīng)器，屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域。該反應(yīng)器結(jié)合噴動(dòng)流化床，提出了二次進(jìn)料與旋風(fēng)分離相結(jié)合的新技術(shù)，由此將流態(tài)化與旋風(fēng)燒蝕兩種快速熱解方式有機(jī)結(jié)合起來。本發(fā)明采用二次進(jìn)料裝置增加了生物質(zhì)快速熱解反應(yīng)器的處理量；利用熱解產(chǎn)生的熱解氣作為載氣，在旋風(fēng)燒蝕反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)熱解，充分利用熱解過程中產(chǎn)生的熱量，熱解完全。這種熱解反應(yīng)器物料處理量大，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，能耗低。
文檔編號(hào)C10B53/02GK101486920SQ20091000908
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者任學(xué)勇, 常建民, 瑞 李, 杜洪雙, 王鵬起 申請人:北京海潤川投資咨詢有限公司