專利名稱：一種蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，尤其涉及一種蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。
背景技術：
隨著人們對能源需求的日益增長，作為主要能源的燃料卻迅速減少。據(jù)美國能源部和世界能源理事會預測，全球燃料煤、石油和天然氣的可開采年限分別為211年、39年和60年。并且大量化石燃料的使用，導致了全球性溫暖化以及SOx和NOx排放量增加，嚴重污染了大氣環(huán)境。因此，尋找一種可再生的環(huán)境友好型能源便成為社會普遍關注的焦點。在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨特的，不僅能貯存太陽能，還是一種可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，對生物質(zhì)能源的有效利用不僅可以減少對化石燃料的使用量，又可以抑制二氧化碳的排放量。據(jù)估計，地球上植物每年通過光合作用固定的碳達2X101U，含能量高達3X1018kJ，可開發(fā)的能源約相當于全世界每年耗能量的10倍。我國 生物質(zhì)能資源相當豐富，理論生物質(zhì)能資源約有50X108t標準煤，是我國目前總能耗的4倍。生物質(zhì)能有效利用技術開始于20世紀70年代末期，主要是利用熱化學轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化技術將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣、液和固態(tài)多種能源產(chǎn)物和化學品。熱化學方法包括直接燃燒，氣化和熱解。眾多的研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)熱解技術是生物質(zhì)利用的重要途徑，尤其隨著人們對熱解產(chǎn)物研究的不斷增加，以獲得最大量液態(tài)產(chǎn)物(生物油)為目的的熱解技術的研究和應用越來越受到重視。生物質(zhì)熱解是生物質(zhì)在一定的氣化介質(zhì)條件下，產(chǎn)生液體(生物油)、氣體(可燃氣)、固體(焦炭)3種產(chǎn)物的生物質(zhì)熱解降解過程。生物質(zhì)熱解液化轉(zhuǎn)化為生物燃油是生物質(zhì)熱解技術的發(fā)展的必然方向。在今后，這一技術必將得到廣泛地發(fā)展與應用，并產(chǎn)生巨大的社會效益與經(jīng)濟效益?，F(xiàn)有的生物質(zhì)熱解技術主要包括固定床生物質(zhì)熱解和流化床生物質(zhì)熱解技術。固定床生物質(zhì)熱解存在料層受熱不均、無法連續(xù)操作的問題，流化床雖然可使床層內(nèi)部溫度均勻，但處理規(guī)模較小，要求物料顆粒較小，并且熱解氣與流化氣混合在一起，增加了熱解氣與流化氣分離的工藝。此外，傳統(tǒng)的外熱式加熱方式需要消耗大量燃氣，運行成本高。其余正在開發(fā)的技術包括真空移動床、引流床、夾帶流、多爐裝置、旋轉(zhuǎn)錐等生物質(zhì)熱解技術，其共有缺點是處理規(guī)模較小，能耗較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種能夠大規(guī)模生產(chǎn)、運行成本低、總能耗低的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。實現(xiàn)本實用新型的目的的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，包括雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的進料口相連的生物質(zhì)預處理系統(tǒng)、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的固體物質(zhì)出口相連的熄焦冷卻裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的氣態(tài)物質(zhì)出口相連的冷凝裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的燃氣入口相連的預熱裝置；所述冷凝裝置的熱解氣出口連接凈化器，所述凈化器的凈化氣體出口連接預熱裝置的燃氣入口，所述預熱裝置還設有空氣入口。所述凈化器設有另一個凈化氣體出口，該另一個凈化氣出口連接氣罐，該氣罐的出口與預熱裝置的補燃氣入口相連。用于將多余的凈化氣存儲，并可在需要時補充預熱裝置里的燃氣。所述冷凝裝置的可凝液體出口連接有油水分離器，將可凝液體中的生物油與污水進行分離。所述生物質(zhì)預處理系統(tǒng)包括干燥器、粉碎機和成型機中的一個或多個。本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的有益效果如下I、本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解方法及其系統(tǒng)，使用的熱解爐為環(huán)形旋轉(zhuǎn)床，可以做到生物質(zhì)原料的連續(xù)進料和出料，并通過擴大旋轉(zhuǎn)床直徑實現(xiàn)單爐大規(guī)?；a(chǎn)；另外熱解前的脫水干燥和壓縮成型增大了生物質(zhì)的堆密度，提高了處理能力。 2、本實用新型采用雙蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，用低熱值的生物質(zhì)熱解氣代替外購燃氣作為燃料氣，不僅實現(xiàn)了穩(wěn)定燃燒，且燃燒效率可達85%以上，保證了生物質(zhì)熱解能量的自給，從而降低了運行成本。3、加熱過程中煙氣與熱解氣隔離，加上旋轉(zhuǎn)床的密封設計，保證了熱解在無氧條件下進行，從而最大限度地提高了熱解氣的熱值。4、生物質(zhì)熱解產(chǎn)物熱解氣、生物油和生物炭不但能作為燃料，而且可以作為工業(yè)原料出售，具有比發(fā)電更好的經(jīng)濟價值。

圖I為本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的實施例如下如圖I所示，本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，包括雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床I、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床I的進料口相連的生物質(zhì)預處理系統(tǒng)2、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床I的固體物質(zhì)出口相連的熄焦冷卻裝置3、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床I的氣態(tài)物質(zhì)出口相連的冷凝裝置4、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床I的燃氣入口相連的預熱裝置5 ;所述冷凝裝置4的熱解氣出口連接凈化器6，所述凈化器6的凈化氣體出口連接預熱裝置5的燃氣入口，所述預熱裝置5還設有空氣入口。所述凈化器6設有另一個凈化氣體出口，該另一個凈化氣出口連接氣罐7，該氣罐7的出口與預熱裝置5的補燃氣入口相連。用于將多余的凈化氣存儲，并可在需要時補充預熱裝置5里的燃氣。所述冷凝裝置4的可凝液體出口連接有油水分離器8，將可凝液體中的生物油與污水進行分離。所述生物質(zhì)預處理系統(tǒng)2包括干燥器21、粉碎機22和成型機23。本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的熱解方法，包括如下步驟(I)生物質(zhì)經(jīng)過預處理后進行干燥，對干燥后的生物質(zhì)粉碎并在成型機中壓縮成顆粒狀、塊狀或圓柱狀，然后由皮帶機輸送到生物質(zhì)料倉，定量向旋轉(zhuǎn)床的鋪料機構給料。生物質(zhì)在蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床內(nèi)鋪料50 400mm厚，在200 800°C的反應溫度下停留30 120分鐘，生物質(zhì)在無氧狀態(tài)下熱解，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)由旋轉(zhuǎn)床頂部或側(cè)壁的管路收集。熱解后的固體物質(zhì)由旋轉(zhuǎn)床的密封出料機構排出。蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床是實現(xiàn)生物質(zhì)熱解的主體設備，它包括旋轉(zhuǎn)床熱解爐，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，以及鋪料、出料等輔助機構。旋轉(zhuǎn)床熱解爐為生物質(zhì)熱解提供反應的空間和環(huán)境。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器通過蓄熱式燃燒器對燃氣(空氣)進行預熱，并在輻射管中高效燃燒，以熱輻射的方式提供旋轉(zhuǎn)床內(nèi)生物質(zhì)熱解所需熱量。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器的熱效率達到85%以上，更重要的是可以穩(wěn)定燃燒低熱值的燃氣。(2)從旋轉(zhuǎn)床出來的氣態(tài)物質(zhì)首先經(jīng)過冷凝裝置降溫，其中的可凝液體被凝結(jié)出來。可凝液體包括水、焦油以及固體顆粒物等。可凝液體再經(jīng)過油水分離，得到的生物油可以作為原料出售或進一步精加工；分離出來的污水經(jīng)過污水處理后達標排放。(3)冷凝降溫后仍為氣體的熱解氣經(jīng)過凈化(除焦、脫硫、脫硝)后，被存儲在氣罐 中。氣罐中的熱解氣通過壓力設備和管道與蓄熱式燃燒器相連，作為燃氣為蓄熱式燃燒器提供氣源。另設有一路補燃燃氣氣路，當熱解氣不夠或不穩(wěn)定時提供補燃燃氣。本實用新型的蓄熱式生物質(zhì)熱解方法及其系統(tǒng)，采用雙蓄熱式燃氣輻射管燃燒器提供生物質(zhì)熱解所需熱量，生物質(zhì)均勻鋪于旋轉(zhuǎn)床爐頂并隨著爐底的轉(zhuǎn)動被置于爐墻的蓄熱式輻射管均勻加熱，加熱過程中煙氣與熱解氣隔離。此種方法適用顆粒粒度范圍較廣，并且熱解產(chǎn)生的低熱值氣體可用作蓄熱式輻射管燃燒器的燃料，降低了運行成本，總能耗低。而且旋轉(zhuǎn)床可以通過擴大爐體直徑實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，最高能實現(xiàn)100萬t/年的生物質(zhì)處理規(guī)模。
權利要求1.一種蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于包括雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的進料口相連的生物質(zhì)預處理系統(tǒng)、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的固體物質(zhì)出口相連的熄焦冷卻裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的氣態(tài)物質(zhì)出口相連的冷凝裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的燃氣入口相連的預熱裝置；所述冷凝裝置的熱解氣出口連接凈化器，所述凈化器的凈化氣體出口連接預熱裝置的燃氣入口，所述預熱裝置還設有空氣入口。
2.根據(jù)權利要求I所述的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于所述凈化器設有另一個凈化氣體出口，該另一個凈化氣出口連接氣罐，該氣罐的出口與預熱裝置的補燃氣入口相連。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝裝置的可凝液體出口連接有油水分離器。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于所述生物質(zhì)預處理系統(tǒng)包括干燥器、粉碎機和成型機中的一個或多個。
專利摘要本實用新型提供了一種能夠大規(guī)模生產(chǎn)、運行成本低、總能耗低的蓄熱式生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，包括雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的進料口相連的生物質(zhì)預處理系統(tǒng)、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的固體物質(zhì)出口相連的熄焦冷卻裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的氣態(tài)物質(zhì)出口相連的冷凝裝置、與所述雙蓄熱式燃氣輻射管旋轉(zhuǎn)床的燃氣入口相連的預熱裝置；所述冷凝裝置的熱解氣出口連接凈化器，所述凈化器的凈化氣體出口連接預熱裝置的燃氣入口，所述預熱裝置還設有空氣入口。
文檔編號C10B57/00GK202509036SQ20122006942
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權日2012年2月28日
發(fā)明者劉靜雅, 吳道洪 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司