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一種將秸稈直接轉(zhuǎn)化為汽、柴油的熱解工藝與裝置的制作方法

文檔序號:5107342閱讀:679來源:國知局
專利名稱:一種將秸稈直接轉(zhuǎn)化為汽、柴油的熱解工藝與裝置的制作方法
一種將秸稈直接轉(zhuǎn)化為汽、柴油的熱解工藝與裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域。
技術(shù)背景
隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展,我國的能源消耗平均以6. 9%的年增長率快速 增長。2000年我國一次能源消耗量為7. 5億噸石油當(dāng)量,成為世界第二大能源消費國,而 我國已探明的化石燃料人均資源量卻不到世界平均水平的30%,資源不足與用能增長之 間的矛盾今后將更加突出。自從1993年我國成為石油凈進口國以來,石油進口連年攀升, 2004年已達(dá)1. 2億噸,石油對外依存度超過了 30%,預(yù)計到2020年我國石油供應(yīng)缺口將達(dá) 到2. 5億噸,屆時石油對外依存度將達(dá)到M%。按照國際通行的說法,當(dāng)石油對外依存度達(dá) 到30%以上的時候,這個國家必須擁有足夠的經(jīng)濟實力和外交手段方可確保石油進口 ;而 當(dāng)石油對外依存度達(dá)到50%以上的時候,除了足夠的經(jīng)濟實力和外交手段外,國家還必須 擁有足夠的軍事威懾力方可確保石油進口。由此可見,石油安全已經(jīng)成為我國國家戰(zhàn)略安 全的重要構(gòu)成之一。從世界范圍來看,石油資源將在未來50 80年之間消耗殆盡。中東 石油危機和伊拉克戰(zhàn)爭表明,人類已經(jīng)進入為了獲得石油資源而不惜進行戰(zhàn)爭的時代。
一方面我國每年消耗大量化石燃料(煤,石油,天然氣),另一方面大量使用化石 燃料導(dǎo)致了嚴(yán)重環(huán)境污染和其他生態(tài)問題。我國每年燃煤和使用石油等化石燃料產(chǎn)生的二 氧化碳約10億噸;我國每年僅燃煤排放的二氧化硫液化后就足以填滿十余個西湖,產(chǎn)生約 3億噸煙塵。我國采煤沉陷面積已達(dá)40萬公頃,每年產(chǎn)生煤矸石1. 3億噸,占用土地已經(jīng)超 過15萬畝,部分煤矸石自燃和淋溶水還造成了嚴(yán)重的大氣污染和水污染。因此使用包括石 油、煤在內(nèi)的化石燃料排放的大量二氧化碳、二氧化硫等溫室氣體和其他污染物對我國環(huán) 境和氣候的危害已經(jīng)越來越嚴(yán)重,產(chǎn)生了嚴(yán)重的大氣污染和固體廢棄物污染,造成暴雨、干 旱和反常的高溫天氣等自然災(zāi)害頻發(fā)。
開發(fā)包括生物質(zhì)能在內(nèi)各種可再生能源,是克服我國乃至全世界能源緊缺和環(huán)境 生態(tài)危機的重要途徑之一。
熱解技術(shù)能夠?qū)⑥r(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為生物油。在無氧、適宜的反應(yīng)溫度(500°C左 右)、快速加熱速率(1000 10000°C /s)、短的氣相停留時間(不超過2s)的條件下,各種 林業(yè)采伐、林業(yè)加工廢棄物(如落葉、枯樹枝、木材加工業(yè)的下腳料和木屑等)和各種農(nóng)作 物秸桿(如稻殼、麥秸稈、玉米秸稈和水稻秸稈等)能夠被熱裂解為有機蒸汽、炭和不可冷 凝氣體,然后有機蒸汽被快速冷凝為液體燃料一生物質(zhì)熱解油(產(chǎn)率50wt% 70wt% )。 生物質(zhì)熱解油是一種棕褐色液體,高位熱值約18MJ/kg,相當(dāng)于柴油熱值的五分之二,黏度 介于汽油與重油之間,它可以直接在鍋爐和工業(yè)窯爐中燃燒供熱,也可以用在渦輪機和透 平中燃燒發(fā)電。
但生物油具有熱值低、粘度大、含有炭粉和其它固體顆粒、在高溫下容易聚合結(jié)焦 的缺點。它和普通的石化柴油和重油的性質(zhì)具有顯著不同,無法直接用于內(nèi)燃機和各種交 通車輛。
本發(fā)明建立了一種利用農(nóng)作物秸稈直接制取汽、柴油的新型熱解工藝和系統(tǒng)。本 發(fā)明的核心工藝是采用一定比例的廢塑料作為添加劑輔助農(nóng)作物秸稈熱解,有效的降低了 熱解溫度,提高了熱解油的品質(zhì)(達(dá)到了與汽、柴油相同的品質(zhì))。本發(fā)明涉及的新型熱解 系統(tǒng)采用自熱、高效氣固分離和直接冷凝技術(shù),能夠?qū)⑸镔|(zhì)原料完全轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)生物 質(zhì)汽、柴油(產(chǎn)率約50%)。生物質(zhì)汽油、柴油,可直接在內(nèi)燃機上燃燒使用,并且可有效降 低汽車尾氣排放。熱解過程后獲得的生物炭(產(chǎn)率約30% )和可燃?xì)怏w(產(chǎn)率約20% ) 可用作熱解的熱源,多余部分可用于燃燒發(fā)電,并入商業(yè)電網(wǎng)獲得額外的經(jīng)濟效益。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用農(nóng)作物秸稈直接制取汽、柴油的新型熱解工藝與系統(tǒng),能 夠?qū)⑥r(nóng)作物秸稈通過熱解的方式直接轉(zhuǎn)化高品質(zhì)汽、柴油。
1.工藝流程、操作方法與工藝創(chuàng)新
1.烘干原料農(nóng)作物秸稈,在105士5°C條件下烘干,保證農(nóng)作物秸稈的含水率小 于 0. Iwt % ;
2.粉碎與篩分將烘干的秸稈粉碎為為6 20目的粉末;
3.加料將粉碎后的秸稈粉末按照一定比例添加廢塑料(質(zhì)量比例 5wt % -15wt % )和催化劑(Pt/Si02-Ni 或 SiO2-Fe2O3 或 Fe/SiO2-MgO,質(zhì)量比例 0. Iwt % -0. 5wt% ),然后投入到熱解反應(yīng)釜2中,攪拌均勻;
4.啟動熱解系統(tǒng)在燃燒器8燃燒柴油或天然氣,加熱熱解反應(yīng)釜2至300 400°C,使得農(nóng)作物秸稈發(fā)生熱解;
5.切換至自熱熱解方式當(dāng)熱解系統(tǒng)運行15-30分鐘后,已有足量的熱解副產(chǎn)品 (生物炭粉和可燃?xì)怏w)產(chǎn)生,關(guān)閉柴油或天然氣輸入管路,將熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和可 燃?xì)怏w)送入燃燒器8中燃燒,提供熱解所需要的熱量;
6.生物炭粉收集農(nóng)作物秸稈受熱分解為熱解蒸汽、生物炭粉和不可冷凝的可燃 氣體。生物炭粉在高溫氣流的作用下被帶出熱解反應(yīng)釜2,生物炭粉被擴散式旋風(fēng)分離器 3 (無外包水冷夾套)收集下來;
7.焦油液滴收集熱解蒸汽通過外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器4,高沸點的 焦油成分首先被冷凝為焦油液滴,冷凝的焦油液滴通過管路流入生物油油箱6中;
8.熱解蒸汽冷凝與生物油收集脫除焦油液滴的熱解蒸汽進入篩板塔5進行冷 凝,冷凝獲得的生物油通過管路流入生物油油箱6 ;
9.汽液分離不可冷凝的可燃?xì)怏w離開篩板塔5時,必然夾帶一些液沫。將夾帶液 沫的不可冷凝的可燃?xì)怏w通入汽液分離器7,收集液沫,液沫通過管道流入生物油油箱6 ;
10.多余電力并網(wǎng)將熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和不能冷凝可燃?xì)怏w)燃燒的多余 熱量引入汽輪機發(fā)電,電力并入商業(yè)電網(wǎng),獲得額外的經(jīng)濟效益。
傳統(tǒng)的農(nóng)作物秸稈熱解工藝是將農(nóng)作物秸稈直接熱裂解,由于秸稈熱解溫度 較高(一般在500°C),因此需要消耗較多的能量用于加熱。本工藝采用采用一定比例 (5wt%-15wt%)的廢塑料作為添加劑輔助農(nóng)作物秸稈熱解。由于塑料具有較低的熱解 溫度以下),因此在秸稈原料中添加廢棄塑料,能夠有效降低秸稈熱解溫度,節(jié)省能 量。本工藝采用的熱解能量主要來自于農(nóng)作物秸稈的熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和可燃?xì)怏w),這些熱解副產(chǎn)品燃燒提供熱解需要的熱量。由于添加廢棄塑料后,大大降低了熱解溫度,從 而能夠大量節(jié)省熱解副產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生的熱量,熱解副產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生的多余熱量可以用于發(fā) 電,產(chǎn)生的電力可以并入商業(yè)電網(wǎng),獲得額外的經(jīng)濟效益。
傳統(tǒng)的固定床熱解反應(yīng)釜在熱解農(nóng)作物秸稈時,傳熱速率不高,熱解速度較慢。本 工藝在秸稈原料中添加含量為0. Iwt % -0. 5wt%催化劑PVSiO2-Ni或SiO2-Fii2O3或Fe/ SiO2-MgO,通過耦合作用,降低熱解反應(yīng)的活化能,提高熱解反應(yīng)速率,從而大大提高設(shè)備 的生產(chǎn)能力。
傳統(tǒng)通過熱解秸稈獲得的生物油,含水量較高、熱值低、粘度較大,只能用于鍋爐 燃燒或窯爐燃燒,無法直接用于內(nèi)燃機、柴油機和各種交通車輛。本發(fā)明專利在秸稈原料中 添加廢塑料和催化劑,不但能降低熱解溫度、節(jié)省熱解能量、提高熱解速度和生產(chǎn)能力,還 能抑制熱解過程中水的生成,增加烴類的含量,從而顯著提高生物油的品質(zhì),使得本發(fā)明專 利生產(chǎn)的生物油的品質(zhì)與高品質(zhì)汽、柴油相當(dāng),能夠直接用于內(nèi)燃機、柴油機和各種車輛, 無需進一步品質(zhì)提升或轉(zhuǎn)化。
2.熱解系統(tǒng)與熱解系統(tǒng)創(chuàng)新
本發(fā)明專利涉及的熱解系統(tǒng)如圖1所示,包括螺旋進料器1、帶攪拌器的熱解反應(yīng) 釜2、擴散式旋風(fēng)分離器3、4( 一共兩臺,其中一臺[4]外包水冷夾套)、篩板塔5、生物油油 箱6、汽液分離器7、燃燒器8和穩(wěn)壓器9。燃燒器8用于提供熱解所需熱量。穩(wěn)壓器9將熱 解反應(yīng)釜2的真空度穩(wěn)定在50kpa以上。此外,本熱解系統(tǒng)還配套滾筒式干燥器和錘式粉 碎機等輔助設(shè)備。
熱解系統(tǒng)涉及的設(shè)備的詳細(xì)說明如下
滾筒式干燥器將原料農(nóng)作物秸稈在105 士 5°C條件下烘干,保證農(nóng)作物秸稈的含水 率小于0. Iwt% ;錘式粉碎機將烘干的秸稈粉碎、篩分為為6 20目的粉末;螺旋進料器 1將粉碎的秸稈粉末(含有廢塑料(質(zhì)量比例5wt% -15wt% )和催化劑(PVSiO2-Ni或 SiO2-Fe2O3或i^e/SiOfMgO,質(zhì)量比例0. Iwt % -0. 5wt% ))送入熱解反應(yīng)釜2 ;熱解反應(yīng)釜 2中的攪拌器將秸稈粉末、廢塑料和催化劑攪拌均勻;熱解反應(yīng)釜2是農(nóng)作物秸稈發(fā)生熱解 的場所;穩(wěn)壓器9保持熱解反應(yīng)釜處于低壓狀態(tài),促進熱解;無外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng) 分離器3用于氣固分離,收集生物炭粉;外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器4用于冷凝、收 集熱解蒸汽中的焦油液滴;篩板塔5是冷凝熱解蒸汽,獲得高品質(zhì)生物油的主要裝置。熱解 蒸汽從篩板塔下方進入,隨著熱解蒸汽在篩板塔的向上流動,熱解蒸汽逐漸冷凝成生物油 液體,生物油液體向下流動,在塔板上和下方上升的熱解蒸汽接觸換熱,將上升的熱解蒸汽 冷凝;生物油油箱6用于存儲獲得的高品質(zhì)生物油。汽液分離器7的作用是去除和收集包 括冷凝可燃?xì)怏w中夾帶的液沫;燃燒器8中發(fā)生燃燒反應(yīng),供給熱解系統(tǒng)需要的熱量;
本發(fā)明涉及的熱解系統(tǒng)的創(chuàng)新之處詳細(xì)說明如下
熱解反應(yīng)釜2配置葉輪攪拌器,攪拌器器轉(zhuǎn)速2 4r/min。攪拌物料,能夠使得農(nóng) 作物秸稈粉末、廢塑料和催化劑均勻混合,既保證了廢塑料和催化劑在整個反應(yīng)釜混合均 勻的作用,又保證了熱量在整個熱解反應(yīng)釜的均勻傳遞和溫度在整個反應(yīng)器內(nèi)均勻分布; 采用前饋控制系統(tǒng)控制熱解反應(yīng)釜溫度,使熱解反應(yīng)釜2的溫度保持在穩(wěn)定的水平,防止 溫度波動對生物油的品質(zhì)造成不利影響。前饋控制系統(tǒng)屬于自動化控制設(shè)備,可靠性高,能 夠最大程度得保持熱解溫度穩(wěn)定;由于在減壓條件下農(nóng)作物秸稈更容易熱解,因此在設(shè)備配置上,本發(fā)明專利專門配置了我公司自行開發(fā)的穩(wěn)壓器9,該穩(wěn)壓器9克服了單純真空泵 抽真空造成的真空度波動現(xiàn)象,能夠?qū)峤夥磻?yīng)器的真空度保持在50kpa以上,從而保證 了熱解生產(chǎn)穩(wěn)定、連續(xù)的進行;由于焦油粘度較大,如果在篩板塔5內(nèi)收集焦油,有可能造 成焦油堵塞篩板的篩孔,惡化篩板塔5的冷凝能力,因此本發(fā)明專利采用外包水冷夾套的 擴散式分離器4提前冷凝、收集焦油,防止了焦油堵塞篩板塔5篩孔的情況;熱解蒸汽冷凝 問題,是熱解系統(tǒng)的關(guān)鍵和技術(shù)難點,因此,我公司通過細(xì)致調(diào)研和精心設(shè)計,設(shè)計制造了 專門的篩板塔5冷凝熱解蒸汽。熱解蒸汽從篩板塔下方進入,隨著熱解蒸汽在篩板塔的向 上流動,熱解蒸汽逐漸冷凝成生物油液體,生物油液體向下流動,在塔板上和下方上升的熱 解蒸汽接觸換熱,將上升的熱解蒸汽冷凝。該篩板塔5冷凝效果好,不易堵塞,運行穩(wěn)定;篩 板塔5內(nèi)采用串級控制系統(tǒng)控制溫度,串級控制系統(tǒng)也屬高度自動化的控制系統(tǒng),能夠?qū)?篩板塔5內(nèi)的溫度保持溫度在20°C 士5°C,從而保證冷凝效果。


圖1為一種利用農(nóng)作物秸稈直接制取汽、柴油的新型熱解系統(tǒng)示意圖。
包括螺旋進料器1、帶攪拌器的熱解反應(yīng)釜2、擴散式旋風(fēng)分離器3、4( 一共兩臺, 其中一臺[4]外包水冷夾套)、篩板塔5、生物油油箱6、汽液分離器7、燃燒器8和穩(wěn)壓器9。
螺旋進料器1將粉碎的秸稈粉末(含有廢塑料(質(zhì)量比例5wt% -15wt% )和催 化劑(PVSiO2-Ni 或 SiO2-Fii2O3 或 Fe/Si02-Mg0,質(zhì)量比例 0. Iwt% -0. 5wt% ))送入熱解反 應(yīng)釜2 ;熱解反應(yīng)釜2中的攪拌器將秸稈粉末、廢塑料和催化劑攪拌均勻;熱解反應(yīng)釜2是 農(nóng)作物秸稈發(fā)生熱解的場所;穩(wěn)壓器9保持熱解反應(yīng)釜處于低壓狀態(tài),促進熱解;無外包水 冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器3用于氣固分離,收集生物炭粉;外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng) 分離器4用于冷凝、收集熱解蒸汽中的焦油液滴;篩板塔5是冷凝熱解蒸汽,獲得高品質(zhì)生 物油的主要裝置。熱解蒸汽從篩板塔5下方進入,隨著熱解蒸汽在篩板塔5的向上流動,熱 解蒸汽逐漸冷凝成生物油液體,生物油液體向下流動,在塔板上和下方上升的熱解蒸汽接 觸換熱,將上升的熱解蒸汽冷凝;汽液分離器7的作用是去除和收集包括冷凝可燃?xì)怏w中 夾帶的液沫;生物油油箱6用于存儲獲得的高品質(zhì)生物油。燃燒器8用于提供熱解所需熱 量。穩(wěn)壓器9將熱解反應(yīng)釜2的真空度穩(wěn)定在50kpa以上。
具體實施方式
實施例1
將農(nóng)作物秸稈通過滾筒干燥器干燥,使得農(nóng)作物秸稈的含水率為0. 05wt%,將農(nóng) 作物秸稈用錘式破碎機破碎為粒徑10目的顆粒,然后和7wt%的廢塑料、0. Iwt^WPt/ SiO2-M催化劑混合,輸入熱解反應(yīng)釜2。開動攪拌器,轉(zhuǎn)速2r/min。在燃燒器8中燃燒柴 油,加熱熱解反應(yīng)釜15min。停止向燃燒器8供應(yīng)柴油,將農(nóng)作物秸稈熱解的副產(chǎn)品(生物 質(zhì)炭粉和不可冷凝可燃?xì)怏w)引入燃燒器8燃燒供給熱解熱量。農(nóng)作物秸稈在熱解反應(yīng) 釜2內(nèi)受熱分解為熱解蒸汽、生物炭粉和不可冷凝的可燃?xì)怏w,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器9和前饋控制系 統(tǒng),將熱解反應(yīng)釜2的真空度控制在60kpa,溫度控制350°C。生物炭粉在高溫氣流的作用 下被帶出熱解反應(yīng)釜2,生物炭粉被擴散式旋風(fēng)分離器3 (無外包水冷夾套)收集下來,引入 燃燒器8。熱解蒸汽通過外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器4,高沸點的焦油成分首先被冷凝為焦油液滴,冷凝的焦油液滴通過管路流入生物油油箱6中。脫除焦油液滴的熱解蒸汽 進入篩板塔5進行冷凝,調(diào)節(jié)串級控制系統(tǒng),將篩板塔5內(nèi)溫度控制15°C,冷凝獲得的生物 油通過管路流入生物油油箱6。夾帶液沫的不可冷凝的可燃?xì)怏w通入汽液分離器7,去除、 收集液沫,液沫通過管道流入生物油油箱6。將熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和不能冷凝可燃?xì)?體)燃燒的多余熱量引入汽輪機發(fā)電,電力并入商業(yè)電網(wǎng),獲得額外的經(jīng)濟效益。
實施例2
將農(nóng)作物秸稈通過滾筒干燥器干燥,使得農(nóng)作物秸稈的含水率為0.02wt%,將 農(nóng)作物秸稈用錘式破碎機破碎為粒徑8目的顆粒,然后和10wt%的廢塑料、0.2wt%的 SiO2-Fe2O3催化劑混合,輸入熱解反應(yīng)釜2。開動攪拌器,轉(zhuǎn)速3r/min。在燃燒器8中燃燒 柴油,加熱熱解反應(yīng)釜220min。停止向燃燒器8供應(yīng)柴油,將農(nóng)作物秸稈熱解的副產(chǎn)品(生 物質(zhì)炭粉和不可冷凝可燃?xì)怏w)引入燃燒器8燃燒供給熱解熱量。農(nóng)作物秸稈在熱解反應(yīng) 釜2內(nèi)受熱分解為熱解蒸汽、生物炭粉和不可冷凝的可燃?xì)怏w,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器9和前饋控制系 統(tǒng),將熱解反應(yīng)釜2的真空度控制在70kpa,溫度控制300°C。生物炭粉在高溫氣流的作用 下被帶出熱解反應(yīng)釜2,生物炭粉被擴散式旋風(fēng)分離器3(無外包水冷夾套)收集下來,引入 燃燒器8。熱解蒸汽通過外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器4,高沸點的焦油成分首先被冷 凝為焦油液滴,冷凝的焦油液滴通過管路流入生物油油箱6中。脫除焦油液滴的熱解蒸汽 進入篩板塔5進行冷凝,調(diào)節(jié)串級控制系統(tǒng),將篩板塔5內(nèi)溫度控制10°C,冷凝獲得的生物 油通過管路流入生物油油箱6。夾帶液沫的不可冷凝的可燃?xì)怏w通入汽液分離器7,去除、 收集液沫,液沫通過管道流入生物油油箱6。將熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和不能冷凝可燃?xì)?體)燃燒的多余熱量引入汽輪機發(fā)電,電力并入商業(yè)電網(wǎng),獲得額外的經(jīng)濟效益。
實施例3
將農(nóng)作物秸稈通過滾筒干燥器干燥,使得農(nóng)作物秸稈的含水率為0. 03wt%,將農(nóng) 作物秸稈用錘式破碎機破碎為粒徑15目的顆粒,然后和15wt%的廢塑料、0. 5wt%的Fe/ SiO2-MgO催化劑混合,輸入熱解反應(yīng)釜2。開動攪拌器,轉(zhuǎn)速4r/min。在燃燒器8中燃燒柴 油,加熱熱解反應(yīng)釜220min。停止向燃燒器8供應(yīng)柴油,將農(nóng)作物秸稈熱解的副產(chǎn)品(生 物質(zhì)炭粉和不可冷凝可燃?xì)怏w)引入燃燒器8燃燒供給熱解熱量。農(nóng)作物秸稈在熱解反應(yīng) 釜2內(nèi)受熱分解為熱解蒸汽、生物炭粉和不可冷凝的可燃?xì)怏w,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器9和前饋控制系 統(tǒng),將熱解反應(yīng)釜2的真空度控制在80kpa,溫度控制400°C。生物炭粉在高溫氣流的作用 下被帶出熱解反應(yīng)釜2,生物炭粉被擴散式旋風(fēng)分離器3 (無外包水冷夾套)收集下來,引入 燃燒器8。熱解蒸汽通過外包水冷夾套的擴散式旋風(fēng)分離器4,高沸點的焦油成分首先被冷 凝為焦油液滴,冷凝的焦油液滴通過管路流入生物油油箱6中。脫除焦油液滴的熱解蒸汽 進入篩板塔5進行冷凝,調(diào)節(jié)串級控制系統(tǒng),將篩板塔5內(nèi)溫度控制22°C,冷凝獲得的生物 油通過管路流入生物油油箱6。夾帶液沫的不可冷凝的可燃?xì)怏w通入汽液分離器7,去除、 收集液沫,液沫通過管道流入生物油油箱6。將熱解副產(chǎn)品(生物炭粉和不能冷凝可燃?xì)?體)燃燒的多余熱量引入汽輪機發(fā)電,電力并入商業(yè)電網(wǎng),獲得額外的經(jīng)濟效益。權(quán)利要求
1.一種將秸稈直接轉(zhuǎn)化為汽、柴油的熱解裝置,山螺旋進料器、帶攪拌器的熱解反應(yīng) 釜、擴散式旋風(fēng)分離器(一共兩臺,其中一臺外包水冷夾套)、篩板塔、生物油油箱、汽液分 離器、燃燒器和穩(wěn)壓器組成,本熱解系統(tǒng)還配套滾筒式干燥器和錘式粉碎機等輔助設(shè)備。
2.采用一定比例(5Wt%-15Wt%)的廢塑料作為添加劑輔助農(nóng)作物秸稈熱解。
3.采用使用催化劑為PVSiO2-Ni或SiO2-Fe2O3或!^/SiO2-MgO作為熱解反應(yīng)的催化 劑,其含量為0. Iwt% -0. 5wt%0
4.原料農(nóng)作物秸稈在105士5°C烘干、粉碎制成6 20目的粉末。
5.熱解溫度在300 400°C,且采用前饋控制系統(tǒng)控制熱解反應(yīng)釜溫度。
6.熱解壓力采用減壓操作,真空度>50kpa,且采用穩(wěn)壓器保持熱解釜低壓狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述,熱解反應(yīng)釜中采用葉輪攪拌器,攪拌物料,攪拌速度2 4r/min0
8.如權(quán)利要求1所述,采用篩板塔作為冷凝器直接冷凝熱解氣體。
9.如權(quán)利要求1篩板塔內(nèi)采用串級控制系統(tǒng)控制溫度,保持溫度在20°C士5°C。
全文摘要
本發(fā)明建立了一種將秸稈直接轉(zhuǎn)化為汽、柴油的熱解工藝與裝置。本發(fā)明的核心工藝是采用一定比例的廢塑料作為添加劑輔助農(nóng)作物秸稈熱解,有效的降低了熱解溫度,提高了熱解油的品質(zhì)(達(dá)到了與汽、柴油相同的品質(zhì))。本發(fā)明涉及的新型熱解系統(tǒng)采用自熱、高效氣固分離和直接冷凝技術(shù),能夠?qū)⑸镔|(zhì)原料完全轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)生物質(zhì)汽、柴油(產(chǎn)率約50%)。生物質(zhì)汽油、柴油可直接在內(nèi)燃機上燃燒使用,并且可有效降低汽車尾氣排放。熱解過程后獲得的生物炭(產(chǎn)率約30%)和可燃?xì)怏w(產(chǎn)率約20%)可用作熱解的熱源,多余部分可用于燃燒發(fā)電,并入商業(yè)電網(wǎng)獲得額外的經(jīng)濟效益。
文檔編號C10B57/06GK102031131SQ201010594410
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者孔永平, 徐鵬君, 李永亮, 王小亮, 鄭冀魯 申請人:河南中埠新能源有限公司
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