生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，包括：回轉(zhuǎn)窯干燥器、料倉、快速催化熱解爐和顆粒床除塵裝置，其中，快速催化熱解爐，料斗、錐形分料器、輻射管、導料板和催化劑噴口，其中，料斗與熱解反應器的物料入口相連；錐形分料器設置在物料入口的正下方；輻射管沿熱解反應器的高度方向多層布置，每層具有多根沿水平方向彼此平行均勻分布的輻射管；導料板的上端固定在熱解反應器的側壁上；催化劑噴口設置在熱解反應器豎直高度H的1/15H?2/3H區(qū)間內(nèi)，且位于導料板下端的正下方。采用該系統(tǒng)對催化熱解生物質(zhì)可有效提高生物油產(chǎn)率，降低生物油pH值。
【專利說明】
生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本實用新型屬于化工領域，具體而言，本實用新型涉及生物質(zhì)下行床快速催化熱 解系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 生物質(zhì)能是地球第四大資源，僅次于煤炭、石油、天然氣，同時也是儲量最大的可 再生能源。生物質(zhì)具有分布廣泛、儲量豐富、可再生性、低污染性等特點，是最具潛力的化石 能源替代能源之一。
[0003] 目前，生物質(zhì)能的能源化利用方式主要以發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣，氣化，快速熱解，炭 化為主。其中，發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣主要應用草本植物，該技術生產(chǎn)周期長，產(chǎn)率較低等缺點 限制其發(fā)展;氣化生產(chǎn)燃氣技術則由于燃氣熱值低，多應用于發(fā)電、工業(yè)供氣方面，有一定 的局限性;炭化技術得到的產(chǎn)品主要以固體生物炭為主，難以替代化石能源規(guī)?；瘧?快 速熱解是指在無氧或限氧的條件下，將生物質(zhì)快速升溫至550Γ左右，生成生物油、生物炭 和熱解氣的過程。熱解技術是唯一一種將生物質(zhì)能源直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的技術。然而，經(jīng) 過熱解技術得到的生物油組分極為復雜，pH值較低、含氧量高、熱穩(wěn)定性較差、粘度大等缺 點使得生物油難以直接利用和儲存。此外，生物油的后處理過程復雜、效果不佳且成本較 高，使其難以工業(yè)化應用。生物質(zhì)快速催化裂解的方法來提高生物油的產(chǎn)率、提升生物油品 質(zhì)是目前生物質(zhì)能源化利用的主要方向。目前，生物質(zhì)快速催化裂解中催化劑主要以與原 料混合添加、裂解油氣濾過催化層的方式為主，其中混合添加難以實現(xiàn)催化劑的均勻催化， 濾過催化層的方式則需外加熱源保證催化層溫度，且催化層易結焦失活。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實 用新型的一個目的在于提出生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)能有效提高生物 油的產(chǎn)率及品質(zhì)，工藝簡單，適合工業(yè)化推廣。
[0005] 根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種生物質(zhì)下行床快速催化熱解 系統(tǒng)，包括：
[0006] 回轉(zhuǎn)窯干燥器，所述回轉(zhuǎn)窯干燥器具有生物質(zhì)入口和干燥生物質(zhì)出口；
[0007] 料倉，所述料倉與所述干燥生物質(zhì)出口相連；
[0008] 快速催化熱解爐，所述快速催化熱解爐包括：
[0009] 料斗，所述料斗設置在所述熱解爐的頂部且分別與所述熱解爐的物料入口和所述 料倉相連；
[0010] 錐形分料器，所述錐形分料器設置在所述熱解爐的物料入口的正下方；
[0011] 輻射管，所述輻射管沿所述熱解爐的高度方向多層布置，每層具有多根沿水平方 向彼此平行均勻分布的輻射管，
[0012] 其中，沿所述熱解爐的高度方向布置的輻射管彼此平行并且錯開布置，輻射管根 數(shù)的布置方式為:沿所述熱解爐豎直方向，輻射管層中的根數(shù)依次為1糾1、1糾1，由此使 得輻射管根數(shù)交替布置，N多1，其中，輻射管根數(shù)為N+1的輻射管層中，各輻射管的中心軸處 于同一個第一水平面，輻射管根數(shù)為N的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同一個第二水 平面；
[0013] 導料板，所述導料板的上端固定在所述熱解爐的側壁上，并且所述導料板的下端 以與所述熱解爐的側壁呈15°-45°夾角的方式向所述熱解爐內(nèi)部下方延伸，其中，所述導料 板的上端處于所述第一水平面上，所述導料板的下端處于所述第二水平面上；
[0014] 催化劑噴口，所述催化劑噴口設置在所述熱解爐豎直高度Η的1/15H-2/3H區(qū)間內(nèi)， 且位于所述導料板下端的正下方，其中，所述催化劑噴口被設置成使得催化劑噴入方向與 輻射管長度方向垂直，以及
[0015] 顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述熱解爐的熱解油氣出口相連。
[0016] 采用上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，將生物質(zhì)原料在回轉(zhuǎn)窯干燥 器內(nèi)經(jīng)過干燥后，暫存在料倉內(nèi)，并輸送至料斗中，生物質(zhì)原料經(jīng)錐形分料器分離后均勻下 落，下落過程中生物質(zhì)原料與輻射管直接接觸，同催化劑采用催化劑噴口噴入，使催化劑與 物料及熱解油氣充分接觸，發(fā)生快速催化裂解反應，提高催化效率。
[0017] 另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)還可以具有 如下附加的技術特征：
[0018] 在本實用新型中，在所述顆粒床除塵裝置與所述熱解爐的熱解油氣出口之間進一 步包括：
[0019] -級旋風分離器，所述一級旋風分離器與所述熱解爐的熱解油氣出口相連；
[0020] 二級旋風分離器，所述二級旋風分離器分別與所述一級旋風分離器和所述顆粒床 除塵裝置相連；以及
[0021] 灰斗，所述灰斗分別與所述一級旋風分離器和所述二級旋風分離器相連。
[0022] 在本實用新型中，上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)進一步包括：
[0023] 凈化設備，所述凈化設備具有熱解油氣入口、生物油出口和熱解氣出口，所述熱解 油氣入口與所述顆粒床除塵裝置相連；
[0024] 生物油儲罐，所述生物油儲罐與所述生物油出口相連；以及
[0025] 氣柜，所述氣柜分別與所述熱解氣出口和所述快速催化熱解爐內(nèi)輻射管相連。
[0026] 在本實用新型中，上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)進一步包括：
[0027] 螺旋出料器，所述螺旋出料器與所述快速催化熱解爐的高溫生物炭出口相連；
[0028] 換熱器，所述換熱器具有煙氣入口、高溫生物炭入口、換熱后煙氣出口和換熱后生 物炭出口，所述煙氣入口與所述快速催化熱解爐的煙氣出口相連，所述高溫生物炭入口與 所述螺旋出料器相連，所述換熱后煙氣出口與所述回轉(zhuǎn)窯干燥器相連；
[0029] 熄焦室，所述熄焦室與所述換熱后生物炭出口相連；以及
[0030] 炭倉，所述炭倉與所述媳焦室相連；
[0031] 在本實用新型中，所述熱解油氣出口設置在所述快速催化熱解爐側壁的底部。
[0032] 在本實用新型中，所述快速催化熱解爐的側壁外周設置有保溫層。
【附圖說明】
[0033] 圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)的結構示意 圖。
[0034] 圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)中快速催化 熱解爐的結構示意圖。
[0035] 圖3是利用根據(jù)本實用新型一個實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)熱解生 物質(zhì)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0037] 根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種生物質(zhì)下行床快速催化熱解 系統(tǒng)。下面參考圖1詳細描述本實用新型具體實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)。
[0038] 根據(jù)本實用新型具體實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)包括:快速催化熱 解爐100、回轉(zhuǎn)窯干燥器200、料倉300、和顆粒床除塵裝置400，其中，回轉(zhuǎn)窯干燥器200具有 生物質(zhì)入口 210和干燥生物質(zhì)出口 220;料倉300與干燥生物質(zhì)出口 220相連。
[0039]根據(jù)本實用新型的具體實施例，快速催化熱解爐100包括:料斗10、錐形分料器20、 輻射管30、導料板40和催化劑噴口50。其中，料斗設置在所述熱解爐的頂部且分別與所述熱 解爐的物料入口和所述料倉相連;錐形分料器設置在所述熱解爐的物料入口的正下方;輻 射管沿所述熱解爐的高度方向多層布置，每層具有多根沿水平方向彼此平行均勻分布的輻 射管，其中，沿所述熱解爐的高度方向布置的輻射管彼此平行并且錯開布置，輻射管根數(shù)的 布置方式為:沿所述熱解爐豎直方向，輻射管層中的根數(shù)依次為N、N+1、N、N+1，由此使得輻 射管根數(shù)交替布置，N多1，其中，輻射管根數(shù)為N+1的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同 一個第一水平面，輻射管根數(shù)為N的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同一個第二水平 面;述導料板的上端固定在所述熱解爐的側壁上，并且所述導料板的下端以與所述熱解爐 的側壁呈15°-45°夾角（Θ)的方式向所述熱解爐內(nèi)部下方延伸，其中，所述導料板的上端處 于所述第一水平面上，所述導料板的下端處于所述第二水平面上;催化劑噴口設置在所述 熱解爐豎直高度Η的1/15H-2/3H區(qū)間內(nèi)，且位于所述導料板下端的正下方，其中，所述催化 劑噴口被設置成使得催化劑噴入方向與輻射管長度方向垂直，以及顆粒床除塵裝置400與 熱解爐100的熱解油氣出口相連。
[0040] 采用上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，將生物質(zhì)原料在回轉(zhuǎn)窯干燥 器內(nèi)經(jīng)過干燥后，暫存在料倉內(nèi)，并輸送至料斗中，生物質(zhì)原料經(jīng)錐形分料器分離后均勻下 落，下落過程中生物質(zhì)原料與輻射管直接接觸，同催化劑采用催化劑噴口噴入，使催化劑與 物料及熱解油氣充分接觸，發(fā)生快速催化裂解反應，提高催化效率。
[0041] 下面參考圖2詳細描述本實用新型具體實施例的快速催化熱解爐。根據(jù)本實用新 型具體實施例的快速催化熱解爐100，包括:料斗10、錐形分料器20、輻射管30、導料板40和 催化劑噴口 50。
[0042] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，料斗10設置在熱解反應器100的頂部且與熱解反 應器的物料入口 11相連。由此可以生物質(zhì)的加入。根據(jù)本實用新型的具體實施例，生物質(zhì)粒 徑范圍為0.5mm-6mm 〇
[0043] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，錐形分料器20設置在熱解反應器100的物料入口 1 的下方。由此可以將物料均勻分成兩部分，進而均勻地進入熱解反應器100內(nèi)。
[0044] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，輻射管沿30沿熱解反應器100的高度方向多層布 置，每層具有多根沿水平方向彼此平行均勻分布的輻射管，其中，沿所述熱解反應器的高度 方向布置的輻射管彼此平行并且錯開布置，輻射管根數(shù)的布置方式為:沿反應器豎直方向， 輻射管層中的根數(shù)依次為N、N+1、N、N+1，由此使得輻射管根數(shù)交替布置，N多1，其中，輻射管 根數(shù)為N+1的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同一個第一水平面，輻射管根數(shù)為N的輻 射管層中，各輻射管的中心軸處于同一個第二水平面。如圖2所示。由此，通過設置上述排布 方式的輻射管沿30使得生物質(zhì)原料在下降的過程中與蓄熱式輻射管充分接觸，實現(xiàn)快速裂 解。
[0045] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，導料板40設置在熱解反應器100的側壁上，具體 地，導料板40的上端固定在熱解反應器100的側壁上，并且導料板的下端以與熱解反應器 1 〇〇的側壁呈15° -45°夾角（Θ)的方式向熱解反應器1 〇〇內(nèi)部下方延伸，其中，導料板的上端 處于第一水平面上，導料板的下端處于第二水平面上。由此，可以由N+1的輻射管層上滑落 的生物質(zhì)經(jīng)過導料板40可以全部落到N的輻射管層上，避免生物質(zhì)直接貼著熱解反應器100 的側壁滑落，進而可以提高輻射管對生物質(zhì)的加熱效率，進而提高熱解效果。
[0046] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，催化劑噴口 50設置在熱解反應器100豎直高度Η的 1/15Η-2/3Η區(qū)間內(nèi)，且位于所述導料板下端的正下方，如圖2所示。其中，催化劑噴□被設置 成使得催化劑噴入方向與輻射管長度方向垂直。由此，催化劑噴口 50即位于導料板40正下 方，進而可以避免下落的生物質(zhì)堵塞催化劑噴口 50。
[0047]根據(jù)本實用新型的具體實施例，催化劑噴口50通過噴入的方式加入催化劑，采用 的載氣可以為氮氣等惰性氣體，催化劑噴入速度可以為lm/s-4.5m/s。根據(jù)本實用新型的具 體實施例，通過上述催化劑噴口 50噴入催化劑，使得催化劑與生物質(zhì)與裂解油氣充分混合， 進而有效可以提高催化效率。根據(jù)本實用新型的具體實施例，可選用的催化劑為三氧化二 鐵催化劑、紅土鎳礦催化劑和釩鈦磁鐵礦催化劑，進而可以提高生物油產(chǎn)率和pH值。
[0048] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述熱解反應器的熱解油氣出口 12設置在所述熱 解反應器100側壁的底部。進而熱解油氣排出過程可帶動生物質(zhì)原料，保證生物質(zhì)原料催化 熱解反應。
[0049] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述熱解反應器的側壁外周設置有保溫層。由此 可以避免熱量散失，提高熱解效率。
[0050] 采用上述實施例的快速催化熱解爐，將生物質(zhì)原料輸送至料斗中，生物質(zhì)原料經(jīng) 錐形分料器分離后均勻下落，下落過程中生物質(zhì)原料與輻射管直接接觸，同時由催化劑噴 口噴入催化劑，開始發(fā)生快速催化裂解反應;熱解油氣由下行床快速催化熱解裝置底部的 熱解油氣出口排出，經(jīng)凈化單元處理后得到生物油與裂解燃氣;生物炭由下行床快速催化 熱解裝置底部經(jīng)螺旋出料器排出。
[0051] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，在顆粒床除塵裝置400與熱解爐100的熱解油氣出 口 12之間進一步包括:一級旋風分離器500、二級旋風分離器600和灰斗700，其中，一級旋風 分離器500與熱解爐100的熱解油氣出口 12相連;二級旋風分離器600分別與一級旋風分離 器500和顆粒床除塵裝置400相連；以及灰斗分別與一級旋風分離器500和二級旋風分離器 600相連。由此，采用旋風分離器與顆粒床除塵裝置聯(lián)合除塵，可以有效降低快速裂解生物 油中的含塵量。
[0052] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)， 進一步包括:凈化設備800、生物油儲罐900和氣柜1000，凈化設備800具有熱解油氣入口 810、生物油出口 820和熱解氣出口 830，熱解油氣入口 810與顆粒床除塵裝置400相連;生物 油儲罐900與生物油出口820相連；以及氣柜1000分別與熱解氣出口830和快速催化熱解爐 100內(nèi)輻射管30相連。由此可以進一步對熱解油氣進行處理分別得到生物油和熱解氣，得到 的熱解氣可以進一步返回快速催化熱解爐100內(nèi)輻射管30內(nèi)，進而為催化熱解提供熱量，節(jié) 省能耗。
[0053] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)， 進一步包括:螺旋出料機1100、換熱器1200、熄焦室1300和炭倉1400。其中，螺旋出料機1100 與熱解反應器100的高溫生物炭出口 13相連;換熱器1200具有煙氣入口 1210、高溫生物炭入 口 1220、換熱后煙氣出口 1230和換熱后生物炭出口 1240,煙氣入口 1210與快速催化熱解爐 100的煙氣出口相連，高溫生物炭入口 1220與螺旋出料器1100相連，換熱后煙氣出口 1230與 回轉(zhuǎn)窯干燥器1100相連;熄焦室1300與換熱后生物炭出口 1240相連；以及炭倉1400與熄焦 室1300相連。由此，通過對高溫生物炭的余熱進行回收用于生物質(zhì)原料的預熱和干燥，進而 可以進一步提高系統(tǒng)的能源利用率，降低熱解生物質(zhì)的能耗。
[0054]為了方面理解本實用新型上述實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，下面參 考圖3對利用前面實施例的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)熱解生物質(zhì)的方法進行描述。
[0055] 根據(jù)本實用新型具體實施例的利用生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)熱解生物質(zhì) 的方法包括：
[0056] 采用回轉(zhuǎn)窯干燥器對生物質(zhì)進行干燥和預熱處理，以便得到干燥生物質(zhì)；
[0057]采用料倉暫存所述干燥生物質(zhì)；
[0058]將所述料倉內(nèi)的干燥生物質(zhì)從所述快速催化熱解爐的物料入口供給至所述快速 催化熱解爐內(nèi)，并通過所述催化劑噴口通入催化劑，使得所述干燥生物質(zhì)發(fā)生催化熱解反 應，以便得到熱解油氣和高溫生物炭；以及
[0059]采用顆粒床除塵裝置對所述熱解油氣進行第一除塵處理，以便得到熱解油氣產(chǎn) 品。
[0060] 采用上述利用生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)熱解生物質(zhì)的方法，預先將生物質(zhì) 原料在回轉(zhuǎn)窯干燥器內(nèi)經(jīng)過干燥后，暫存在料倉內(nèi)，并輸送至料斗中，生物質(zhì)原料經(jīng)錐形分 料器分離后均勻下落，下落過程中生物質(zhì)原料與輻射管直接接觸，同催化劑采用催化劑噴 口噴入，使催化劑與物料及熱解油氣充分接觸，發(fā)生快速催化裂解反應，提高催化效率。
[0061] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，前面實施例的關于生物質(zhì)下行床快速催化熱解系 統(tǒng)的有益效果同樣適用于本實用新型實施例的利用該系統(tǒng)熱解生物質(zhì)的方法，在此不再贅 述。
[0062] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，在對所述熱解油氣進行第一除塵處理之前，進一 步包括:采用一級旋風分離器對所述熱解油氣進行第二除塵處理;采用二級旋風分離器對 經(jīng)過所述第二除塵處理后的熱解油氣進行第三除塵處理;采用灰斗收集所述第二除塵處理 和所述第三除塵處理分離出的灰塵。由此，采用旋風分離器與顆粒床除塵裝置聯(lián)合除塵，可 以有效降低快速裂解生物油中的含塵量。
[0063] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述方法進一步包括:采用凈化設備對經(jīng)過所述 第三除塵處理的熱解油氣進行處理，以便得到生物油和熱解氣;采用生物油儲罐儲存所述 生物油;采用氣柜儲存所述熱解氣，并將所述熱解氣通入所述快速催化熱解爐內(nèi)的輻射管 中。由此可以進一步對熱解油氣進行處理分別得到生物油和熱解氣，得到的熱解氣可以進 一步返回快速催化熱解爐100內(nèi)輻射管30內(nèi)，進而為催化熱解提供熱量，節(jié)省能耗。
[0064] 根據(jù)本實用新型的具體實施例，上述方法進一步包括:采用螺旋出料器排出所述 快速催化熱解爐內(nèi)的高溫生物炭;在換熱器內(nèi)，將所述螺旋出料器排出的高溫生物炭與所 述快速催化熱解爐內(nèi)排出的煙氣進行換熱，以便得到換熱后煙氣和換熱后生物炭，并將換 熱后煙氣返回所述回轉(zhuǎn)窯干燥器用于對生物質(zhì)進行干燥和預熱處理;采用熄焦室對所述換 熱后生物炭進行冷卻；以及將冷卻后的生物炭存儲于炭倉內(nèi)。由此，通過對高溫生物炭的余 熱進行回收用于生物質(zhì)原料的預熱和干燥，進而可以進一步提高系統(tǒng)的能源利用率，降低 熱解生物質(zhì)的能耗。
[0065] 實施例1
[0066]將粒徑<2mm，含水率為25%的木肩原料輸送至回轉(zhuǎn)窯干燥器中進行預熱干燥，其 中余熱煙氣溫度為120°C，經(jīng)過干燥的木肩(含水率為13 %，溫度為70°C)輸送至下行床快速 催化熱解爐中，木肩依靠自身重力下落同時噴入Fe2〇3催化劑(粒徑<0.5mm，噴入量為木肩 質(zhì)量分數(shù)的3% )，發(fā)生快速催化熱解反應;催化熱解得到的熱解油氣由油氣出口排出，經(jīng)兩 級旋風分離器與顆粒床除塵裝置聯(lián)合除塵處理后，進入到凈化系統(tǒng)，得到生物油和熱解氣， 其中熱解氣用于為輻射管提供熱量;得到的高溫生物炭(溫度450°C)由螺旋出料器排出，經(jīng) 換熱器與煙氣換熱后進入到熄焦單元，得到生物炭;余熱煙氣（130°C)通入到回轉(zhuǎn)窯干燥器 中，用于對木肩進行預熱干燥。
[0067] 表1.裂解產(chǎn)物分布及生物油性質(zhì)分析結果
[0068]
[0069] 實施例2
[0070]將粒徑<1.5mm，含水率25%的木肩輸送至回轉(zhuǎn)窯干燥器中以120°C的換熱煙氣進 行預熱干燥，經(jīng)干燥后的木肩（含水率15%，溫度75°C)輸送至下行床快速催化熱解爐中，木 肩依靠自身重力下落，同時噴入紅土鎳礦催化劑(粒徑<0.2mm，噴入量為木肩質(zhì)量分數(shù)的 2% )，發(fā)生快速催化熱解反應;反應得到的熱解油氣經(jīng)油氣出口排出，經(jīng)兩級旋風分離器和 顆粒床除塵裝置聯(lián)合除塵處理后進入到凈化系統(tǒng)，得到生物油和熱解氣，其中熱解氣用于 為輻射管提供能量;得到的高溫生物炭(溫度450°C)由螺旋出料器排出，經(jīng)換熱器與煙氣換 熱后進入到熄焦單元，得到生物炭;余熱煙氣（140°C)通入到回轉(zhuǎn)窯干燥器中，用于對木肩 進行預熱干燥。
[0071 ]表2.裂解產(chǎn)物分布及生物油性質(zhì)分析結果
[0074] 實施例3
[0075]將粒徑<2mm，含水率25%的木肩輸送至回轉(zhuǎn)窯干燥器中以120°C的換熱煙氣進行 預熱干燥，經(jīng)干燥后的木肩(含水率16%，溫度73°C)輸送至下行床快速催化熱解爐中，木肩 依靠自身重力下落，同時噴入釩鈦磁鐵礦催化劑(粒徑<0.2mm，噴入量為木肩質(zhì)量分數(shù)的 2%)，發(fā)生快速催化熱解反應;反應得到的熱解油氣經(jīng)油氣出口排出，經(jīng)由兩級旋風分離器 和顆粒床除塵裝置聯(lián)合除塵處理后，進入到凈化系統(tǒng)得到生物油和熱解氣，其中熱解氣用 于為輻射管提供能量;得到的高溫生物炭(溫度450°C)由螺旋出料器排出，經(jīng)換熱器與煙氣 換熱后進入到熄焦單元，得到生物炭;余熱煙氣（140°C)通入到回轉(zhuǎn)窯干燥器中，用于對木 肩進行預熱干燥。
[0076] 表3.裂解產(chǎn)物分布及生物油性質(zhì)分析結果
[0077]
[0078]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬 度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"、"順 時針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位 或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或 元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限 制。
[0079]此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個 以上，除非另有明確具體的限定。
[0080] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是 機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個 元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0081] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特 征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅 表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以 是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0082]在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表 述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在 任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的 技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行 結合和組合。
[0083] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍 內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，包括： 回轉(zhuǎn)窯干燥器，所述回轉(zhuǎn)窯干燥器具有生物質(zhì)入口和干燥生物質(zhì)出口； 料倉，所述料倉與所述干燥生物質(zhì)出口相連； 快速催化熱解爐，所述快速催化熱解爐包括： 料斗，所述料斗設置在所述熱解爐的頂部且分別與所述熱解爐的物料入口和所述料倉 相連； 錐形分料器，所述錐形分料器設置在所述熱解爐的物料入口的正下方； 輻射管，所述輻射管沿所述熱解爐的高度方向多層布置，每層具有多根沿水平方向彼 此平行均勻分布的輻射管， 其中，沿所述熱解爐的高度方向布置的輻射管彼此平行并且錯開布置，輻射管根數(shù)的 布置方式為:沿所述熱解爐豎直方向，輻射管層中的根數(shù)依次為N、N+1、N、N+1，由此使得輻 射管根數(shù)交替布置，N多1，其中，輻射管根數(shù)為N+1的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同 一個第一水平面，輻射管根數(shù)為N的輻射管層中，各輻射管的中心軸處于同一個第二水平 面； 導料板，所述導料板的上端固定在所述熱解爐的側壁上，并且所述導料板的下端以與 所述熱解爐的側壁呈15°-45°夾角的方式向所述熱解爐內(nèi)部下方延伸，其中，所述導料板的 上端處于所述第一水平面上，所述導料板的下端處于所述第二水平面上； 催化劑噴口，所述催化劑噴口設置在所述熱解爐豎直高度Η的1/15H-2/3H區(qū)間內(nèi)，且位 于所述導料板下端的正下方，其中，所述催化劑噴口被設置成使得催化劑噴入方向與輻射 管長度方向垂直，以及 顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述熱解爐的熱解油氣出口相連。2. 根據(jù)權利要求1所述的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，在所述顆粒床 除塵裝置與所述熱解爐的熱解油氣出口之間進一步包括： 一級旋風分離器，所述一級旋風分離器與所述熱解爐的熱解油氣出口相連； 二級旋風分離器，所述二級旋風分離器分別與所述一級旋風分離器和所述顆粒床除塵 裝置相連；以及 灰斗，所述灰斗分別與所述一級旋風分離器和所述二級旋風分離器相連。3. 根據(jù)權利要求2所述的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括： 凈化設備，所述凈化設備具有熱解油氣入口、生物油出口和熱解氣出口，所述熱解油氣 入口與所述顆粒床除塵裝置相連； 生物油儲罐，所述生物油儲罐與所述生物油出口相連；以及 氣柜，所述氣柜分別與所述熱解氣出口和所述快速催化熱解爐內(nèi)輻射管相連。4. 根據(jù)權利要求3所述的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括： 螺旋出料器，所述螺旋出料器與所述快速催化熱解爐的高溫生物炭出口相連； 換熱器，所述換熱器具有煙氣入口、高溫生物炭入口、換熱后煙氣出口和換熱后生物炭 出口，所述煙氣入口與所述快速催化熱解爐的煙氣出口相連，所述高溫生物炭入口與所述 螺旋出料器相連，所述換熱后煙氣出口與所述回轉(zhuǎn)窯干燥器相連； 熄焦室，所述熄焦室與所述換熱后生物炭出口相連；以及 炭倉，所述炭倉與所述媳焦室相連。5. 根據(jù)權利要求1所述的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解油氣 出口設置在所述快速催化熱解爐側壁的底部。6. 根據(jù)權利要求1所述的生物質(zhì)下行床快速催化熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述快速催化 熱解爐的側壁外周設置有保溫層。
【文檔編號】C10B53/02GK205616847SQ201620400898
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】趙延兵, 陳水渺, 姜朝興, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京華福工程有限公司