專利名稱：水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)通過熱化學(xué)法進(jìn)行炭氣油聯(lián)產(chǎn)的裝置和方法，尤其是一種水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置和使用方法。
背景技術(shù)：
公知的生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)技術(shù)包括兩種方法，一是利用反應(yīng)釜間接加熱熱解技術(shù)對生物質(zhì)進(jìn)行炭油熱化學(xué)加工。二是利用循環(huán)流化床技術(shù)對生物質(zhì)進(jìn)行炭氣油熱化學(xué)加工。間接加熱技術(shù)適合小規(guī)模生產(chǎn)模式，其工藝方法為:將生物質(zhì)成型后，裝入反應(yīng)釜隔絕空氣升溫?zé)峤?，熱源在反?yīng)釜外加熱反應(yīng)釜的器壁，熱量通過器壁傳導(dǎo)給釜內(nèi)的生物質(zhì)，生物質(zhì)在規(guī)定的熱解終溫下完成熱化學(xué)轉(zhuǎn)化。間接加熱的缺點(diǎn)主要是傳熱效率低下，在該工藝中，釜中間生物質(zhì)的升溫主要靠熱傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)，由于生物質(zhì)本身的導(dǎo)熱系數(shù)較低，且生物質(zhì)周圍充滿熱阻很大的氣體，所以熱傳導(dǎo)速度緩慢。傳熱效率低下對生產(chǎn)有四點(diǎn)不利影響:1、間接加熱工藝中，生物質(zhì)升溫緩慢，導(dǎo)致生物質(zhì)熱解速度降低，最終使生物質(zhì)熱解產(chǎn)物中液態(tài)產(chǎn)品的產(chǎn)率降低。2、在處理設(shè)備不變的情況下，生物質(zhì)熱解速度降低最終導(dǎo)致生物質(zhì)處理量的下降,并導(dǎo)致處理成本的增高。3、傳熱效率的低下不僅使整個(gè)加熱過程的熱效率低下，而且提高了生物質(zhì)熱解的成本。4、間接加熱工藝中，生物質(zhì)需要先成型，而生物質(zhì)的成型增加了炭氣油聯(lián)產(chǎn)工藝的綜合成本。循環(huán)流化床技術(shù)適于大規(guī)模生產(chǎn)模式，其工藝為:利用沙子做為載熱質(zhì)對生物質(zhì)進(jìn)行加熱，生物質(zhì)在流化床中完成熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，該工藝存在以下幾方面缺點(diǎn):1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于大規(guī)模生產(chǎn)。但由于生物質(zhì)能量密度較低，運(yùn)輸半徑受到經(jīng)濟(jì)性的約束，所以，大規(guī)模的循環(huán)流化床生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用尚不具備成熟條件。2、熱解氣中含有大量的粉塵，除塵成本很高，且液態(tài)產(chǎn)品中含有大量難以分離的無機(jī)粉塵，造成生物油的深度加工十分困難。3、流化床的動(dòng)力消耗較高,影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)以上分析，為了實(shí)現(xiàn)非成型生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)的連續(xù)性生產(chǎn)，適度提高單機(jī)設(shè)備生物質(zhì)處理能力，以及大幅度提高設(shè)備的熱效率，亟需發(fā)明一種以非成型生物質(zhì)為熱解原料，采用直接換熱方式，并能盡可能防止炭粒粉化的生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種以非成型生物質(zhì)為熱解原料，采用直接換熱方式，并能盡可能防止炭粒粉化的水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置和使用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，包括外部爐體和爐體內(nèi)部由爐襯7圍成的干燥干餾反應(yīng)空間，干燥干餾反應(yīng)空間被模塊化地分隔成大致均等的六層水平箱體式空間，該六層空間從上到下分三個(gè)區(qū):上面兩層為水分去除區(qū)，中間兩層為低溫?zé)峤鈪^(qū)，最下面兩層為高溫?zé)峤鈪^(qū)；水平爐排2以多次折返的方式設(shè)置在裝置的每一層水平箱體空間中，料層被水平爐排2推動(dòng)在裝置內(nèi)分層往返向下運(yùn)動(dòng)。所述水平爐排2由偏心驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)；落料管I設(shè)置在所述裝置頂部一側(cè)，和干燥干餾反應(yīng)空間最上面的第一水平箱體空間相通，原料由落料管I進(jìn)入水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，落入第一水平箱體空間內(nèi)落料管I下方的水平爐排2上形成料層；所述每一層水平箱體空間中，載熱質(zhì)引入口 5開在料層上方空間的側(cè)壁上，氣體引出口 4開在料層下方空間的側(cè)壁上，以便使氣體載熱質(zhì)流過料層時(shí)對料層具有壓緊作用，避免將小顆粒生物質(zhì)吹起；密封料柱6設(shè)置在每一水平箱體空間底部對應(yīng)于爐排尾部且遠(yuǎn)離落料管的位置，任意兩層水平箱體空間之間通過密封料柱6密封，密封料柱6設(shè)有作為下一分隔層的落料管，將上一層落下來的生物質(zhì)落到下一層爐排上，生物質(zhì)在下一層的爐排上以同樣的運(yùn)動(dòng)方式向另一層的下方爐排運(yùn)動(dòng)；最下面一層水平箱體空間底部密封料柱落料管下部設(shè)置有熄焦罐8，熄焦罐8下部設(shè)有出料絞龍9。所述偏心驅(qū)動(dòng)裝置3設(shè)置在外部爐體上與水平爐排2大致水平的位置，偏心驅(qū)動(dòng)裝置3由電機(jī)、減速機(jī)及偏心輪構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是:1、在本實(shí)用新型中，生物質(zhì)分層運(yùn)動(dòng)，避免生物質(zhì)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)承受上面料柱的壓力，大幅度降低了物料間的擠壓力及摩擦力，從根本上避免了生物質(zhì)炭由于擠壓摩擦而破碎粉化的現(xiàn)象，從而確保料柱具有良好的通風(fēng)透氣特性。料柱具有良好的通風(fēng)透氣特性是立式連續(xù)炭化爐最基本的要求，如果滿足不了這一條件，立式連續(xù)炭化爐根本無法工作。2、在本實(shí)用新型中，氣體載熱質(zhì)直接穿過生物質(zhì)料層，采用的是直接換熱的方式，加熱速度快，單機(jī)處理量大幅度增加，熱解產(chǎn)物中焦油產(chǎn)率提高。3、在本實(shí)用新型中，由于料柱被分層隔開，所以可以實(shí)現(xiàn)熱解過程的物理分區(qū)。物理分區(qū)的技術(shù)優(yōu)勢就是，可以根據(jù)不同熱解區(qū)段的要求采用不同性質(zhì)及參數(shù)的載熱質(zhì)，并對不同區(qū)段的熱解產(chǎn)物采用不同的處理方式。在本實(shí)用新型中，整個(gè)熱解過程被從物理結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)區(qū)段:水分去除區(qū)段、低溫?zé)峤鈪^(qū)段、高溫?zé)峤鈪^(qū)段。水分去除階段采用低溫?zé)煔庾鰹檩d熱質(zhì)，熱解出的水分直接排入大氣，不但可以大幅度提高熱解產(chǎn)物的純度，而且可以大幅度降低熱解產(chǎn)物后期處理量，從而縮小后期處理設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用。低溫?zé)峤鈪^(qū)段采用溫度較低的熱煤氣做為載熱質(zhì)，將物料的溫度控制在焦油最容易析出的水平，以便獲得更高的液體產(chǎn)品的產(chǎn)率，該區(qū)域熱解產(chǎn)物的特點(diǎn)是，可凝性產(chǎn)物含量高，由于該階段生物質(zhì)碳化不充分，生物質(zhì)破碎率很低，所以熱解產(chǎn)物中細(xì)粉的含量較低，這非常有利于生物焦油的提純。高溫?zé)峤鈪^(qū)段采用溫度較高的熱煙氣做載熱質(zhì)，用較高的溫度促使生物質(zhì)中大分子有機(jī)物斷鏈，該區(qū)域熱解產(chǎn)物絕大部分是不凝性氣體，由于該區(qū)段生物質(zhì)碳化比較徹底，生物質(zhì)破碎率相對較高，所以熱解產(chǎn)物中微細(xì)碳粉的含量較高。低溫?zé)峤鈪^(qū)段與高溫?zé)峤鈪^(qū)段獲得的液態(tài)產(chǎn)品品質(zhì)有很大差別，低溫焦油具有良好的流動(dòng)性，及很低的含塵率，是制作汽車燃料的良好基礎(chǔ)原料。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。附


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中，I——落料管；2——水平爐排；3——偏心驅(qū)動(dòng)裝置；4——?dú)怏w引出口 ；5——載熱質(zhì)引入口 ；6——密封料柱；7——爐襯；8——熄焦罐；9——出料絞龍。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語或詞語不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應(yīng)當(dāng)立足于為了以最佳方式說明其發(fā)明發(fā)明人可以對術(shù)語的概念進(jìn)行適當(dāng)定義的原則解釋為符合本實(shí)用新型技術(shù)思想的含義和概念。隨之，本說明書所記載的實(shí)施例和附圖中表示的結(jié)構(gòu)只是本實(shí)用新型最佳實(shí)施例之一，并不能完全代表本實(shí)用新型的技術(shù)思想，因此應(yīng)該理解到對于本實(shí)用新型而言可能會存在能夠進(jìn)行替換的各種等同物和變形例。在
圖1中，一種水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，由爐襯7圍成干燥干餾反應(yīng)空間，水平爐排2推動(dòng)料層在裝置內(nèi)多次折返運(yùn)動(dòng)，水平爐排2由偏心驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)，偏心驅(qū)動(dòng)裝置5由電機(jī)、減速機(jī)及偏心輪構(gòu)成。原料由落料管I進(jìn)入水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，整個(gè)裝置由模塊化的六層水平箱體疊置構(gòu)成，本裝置從上到下分三個(gè)區(qū):上面兩層為水分去除區(qū)，中間兩層為低溫?zé)峤鈪^(qū)，最下面兩層為高溫?zé)峤鈪^(qū)。物料熱解完畢后進(jìn)入熄焦罐8進(jìn)行熄焦，熄焦完畢的合格產(chǎn)品經(jīng)卸煤蚊龍9卸料，載熱質(zhì)引入口 5開在料層上方空間的側(cè)墻上，氣體引出口開在料層的下方，以便使氣體載熱質(zhì)流過料層時(shí)對料層具有壓緊作用，避免將小顆粒的生物質(zhì)吹起。兩層水平箱之間通過密封料柱6密封。本實(shí)用新型的工作方法如下:生物質(zhì)原料由落料管I落入水平爐排2上，水平爐排2在偏心驅(qū)動(dòng)裝置3的推動(dòng)下，料層向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，具有一定溫度和流量的載熱質(zhì)從料層的上方穿過料層，并進(jìn)入料層的下方，載熱質(zhì)與生物質(zhì)之間為對流換熱。在水分去除區(qū)，載熱質(zhì)為低溫?zé)煔?，在低溫?zé)峤鈪^(qū)，載熱質(zhì)為中溫煤氣，高溫?zé)峤鈪^(qū)，載熱質(zhì)為高溫煤氣。料層在爐排上向下移動(dòng)，到達(dá)爐排尾部后落入密封料柱6，而該密封料柱有作為下一層的落料管，將上一層落下來的生物質(zhì)落到下一層爐排上，生物質(zhì)在下一層的爐排上以同樣的運(yùn)動(dòng)方式向另一側(cè)的下方爐排運(yùn)動(dòng)。以此類推，生物質(zhì)經(jīng)歷若干層爐排后，完成熱解過程。熱解完畢的生物質(zhì)焦炭進(jìn)入熄焦罐8，在其中以干濕結(jié)合的方式熄焦。溫度合格的生物焦通過出料絞龍9卸料，并打包。本實(shí)用新型的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面:1、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)熱解過程的物理分區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)方案按要求分區(qū)設(shè)置:水分去除階段采用熱煙氣做為載熱質(zhì)，熱解出的水分直接排入大氣，不但可以大幅度提高熱解產(chǎn)物的純度，而且可以大幅度降低熱解產(chǎn)物后期處理量，從而縮小后期處理設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用。低溫?zé)峤鈪^(qū)段采用溫度較低的熱煤氣做為載熱質(zhì)，將物料的溫度控制在焦油最容易析出的水平，以便獲得更高的液體產(chǎn)品的產(chǎn)率，該區(qū)域熱解產(chǎn)物的特點(diǎn)是，可凝性產(chǎn)物含量高，由于該階段生物質(zhì)碳化不充分，生物質(zhì)破碎率很低，所以熱解產(chǎn)物中細(xì)粉的含量較低，這非常有利于生物焦油的提純。高溫?zé)峤鈪^(qū)段采用溫度較高的熱煙氣做載熱質(zhì)，用較高的溫度促使生物質(zhì)中大分子有機(jī)物斷鏈，該區(qū)域熱解產(chǎn)物絕大部分是不凝性氣體，由于該區(qū)段生物質(zhì)碳化比較徹底，生物質(zhì)破碎率相對較高，所以熱解產(chǎn)物中微細(xì)碳粉的含
量較高。2、干餾過程的可調(diào)節(jié)性大幅度提高。不同熱解區(qū)段，可以通過調(diào)節(jié)載熱質(zhì)性質(zhì)、流量、溫度，生物質(zhì)料層厚度、運(yùn)動(dòng)速度，來滿足不同反應(yīng)過程需要的條件。3、由于爐排的分隔作用，下部料層不承受上部物料的重量，物料運(yùn)動(dòng)過程中基本上無破碎現(xiàn)象，料層透氣性非常好，熱解產(chǎn)物與料層分離速度快，熱解產(chǎn)物中液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率聞。4、由于熱解產(chǎn)物分層引出，熱解產(chǎn)物的引出不經(jīng)過距離很長的料柱，所以，引風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗大幅度下降，運(yùn)行成本下降。5、本實(shí)用新型立式布置，占地面積小，容易實(shí)現(xiàn)多臺套并聯(lián)運(yùn)行。需要注意的是，盡管本實(shí)用新型已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說明，但是并不意味著本實(shí)用新型限于這些描述的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中衍生出許多不同的變體，它們都將覆蓋于本實(shí)用新型權(quán)利要求的真實(shí)精神和范圍中。本實(shí)用新型的實(shí)施例有較佳的實(shí)施性，且并非對本實(shí)用新型作任何形式的限制，任何熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容變更或修飾為等同的有效實(shí)施例，但凡未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改或等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，包括外部爐體和爐體內(nèi)部由爐襯(7)圍成的干燥干餾反應(yīng)空間，其特征在于:干燥干餾反應(yīng)空間被模塊化地分隔成大致均等的六層水平箱體式空間，該六層空間從上到下分三個(gè)區(qū):上面兩層為水分去除區(qū)，中間兩層為低溫?zé)峤鈪^(qū)，最下面兩層為高溫?zé)峤鈪^(qū)；水平爐排(2)以多次折返的方式設(shè)置在裝置的每一層水平箱體空間中，料層被水平爐排(2)推動(dòng)在裝置內(nèi)分層往返向下運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述水平爐排(2)由偏心驅(qū)動(dòng)裝置(3)驅(qū)動(dòng)；落料管(I)設(shè)置在所述裝置頂部一側(cè)，和干燥干餾反應(yīng)空間最上面的第一水平箱體空間相通，原料由落料管(I)進(jìn)入水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，落入第一水平箱體空間內(nèi)落料管(I)下方的水平爐排(2)上形成料層；所述每一層水平箱體空間中，載熱質(zhì)引入口(5)開在料層上方空間的側(cè)壁上，氣體引出口(4)開在料層下方空間的側(cè)壁上，以便使氣體載熱質(zhì)流過料層時(shí)對料層具有壓緊作用，避免將小顆粒生物質(zhì)吹起；密封料柱(6)設(shè)置在每一層水平箱體空間底部對應(yīng)于爐排尾部且遠(yuǎn)離落料管的位置，任意兩層水平箱體空間之間通過密封料柱(6)密封，密封料柱(6)設(shè)有作為下一分隔層的落料管，將上一層落下來的生物質(zhì)落到下一層爐排上，生物質(zhì)在下一層的爐排上以同樣的運(yùn)動(dòng)方式向另一層的下方爐排運(yùn)動(dòng)；最下面一層水平箱體空間底部密封料柱落料管下部設(shè)置有熄焦罐(8)，熄焦罐(8)下部設(shè)有出料絞龍(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述偏心驅(qū)動(dòng)裝置(3)設(shè)置在外部爐體上與水平爐排(2)大致水平的位置，偏心驅(qū)動(dòng)裝置(3)由電機(jī)、減速機(jī)及偏心輪構(gòu)成。
專利摘要一種水平推送立式生物質(zhì)炭氣油聯(lián)產(chǎn)裝置，利用水平推送裝置使生物質(zhì)在立式熱解爐中分層往返向下運(yùn)動(dòng)，氣體載熱質(zhì)直接穿過料層，以對流的形式加熱生物質(zhì)，具體結(jié)構(gòu)包括外部爐體和爐體內(nèi)部由爐襯圍成的干燥干餾反應(yīng)空間，干燥干餾反應(yīng)空間被模塊化地分隔成大致均等的六層水平箱體式空間，該六層空間分三個(gè)區(qū)水分去除區(qū)，低溫?zé)峤鈪^(qū)，高溫?zé)峤鈪^(qū)；水平爐排以多次折返的方式設(shè)置在裝置的每一層水平箱體空間中。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)熱解過程的物理分區(qū)，干餾過程的可調(diào)節(jié)性大幅度提高，熱解產(chǎn)物與料層分離速度快，熱解產(chǎn)物中液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率高；引風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗大幅度下降，運(yùn)行成本下降；本實(shí)用新型立式布置，占地面積小，容易實(shí)現(xiàn)多臺套并聯(lián)運(yùn)行。
文檔編號C10B53/02GK203065400SQ20132009344
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者王子兵, 李立新, 褚麗珍 申請人:王子兵, 李立新, 褚麗珍