專利名稱：能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)熱解利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
我國有14.8億畝鹽堿地資源。開發(fā)利用荒廢的鹽堿地種植作物和能源植物，可充分利用現(xiàn)有國土資源，對實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益統(tǒng)一發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。在現(xiàn)有的鹽堿地治理技術(shù)中，利用生物質(zhì)焦炭進(jìn)行鹽堿地改良和利用臺田洗鹽結(jié)合鹽堿水微藻養(yǎng)殖是既可治理鹽堿地、又可開發(fā)利用生物質(zhì)能源資源的有效途徑。但要實現(xiàn)這兩種技術(shù)，物質(zhì)焦炭生產(chǎn)和微藻生長所需的碳營養(yǎng)源是兩個亟需解決的主要問題。生物質(zhì)熱解制取生物質(zhì)焦炭和生物質(zhì)油的常規(guī)方法。通常情況下，生物質(zhì)熱解是在無氧或缺氧的惰性氣氛下加熱到一定溫度下分解生成氣液固態(tài)產(chǎn)物如生物質(zhì)焦炭、生物質(zhì)油及不冷凝氣體等。根據(jù)生物質(zhì)在熱解過程中加熱速率的不同，可分為慢速熱解、快速熱解和閃速熱解?？焖贌峤夂烷W速熱解因加熱速率高而氣態(tài)中間產(chǎn)物冷凝迅速，是常用的生物質(zhì)制油方法。雖然快速熱解也副產(chǎn)一定量的生物質(zhì)焦，慢速熱解則產(chǎn)生更多的生物質(zhì)焦炭。在這些熱解過程中，生物質(zhì)油都是在熱解產(chǎn)物冷凝后形成的，在高溫下則是與不冷凝氣混合的中間產(chǎn)物。目前已開發(fā)出多種熱解工藝和裝置，其中不少用于生產(chǎn)生物質(zhì)焦炭，如發(fā)明專利CN102032553A公開了一種回轉(zhuǎn)式熱解炭化和鍋爐供熱一體化設(shè)備，專利CN101967386A公開了一種圓柱形自燃式生物質(zhì)焦生產(chǎn)爐，專利CN102226092A公開了一種外加熱螺旋推進(jìn)低溫?zé)峤馓炕椒ê驮O(shè)備，專利CN101899311A公開了一種由內(nèi)煙筒加熱的旋轉(zhuǎn)爐體炭化爐，等等。現(xiàn)有的生物質(zhì)熱解工藝和裝置都需要額外的電力輸入以帶動設(shè)備轉(zhuǎn)動和引風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)，無法實現(xiàn)能量自給運行，因此不適宜靠近田間地頭使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的在于提出一種采用上述生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的生物質(zhì)熱解方法。根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，包括:進(jìn)料裝置，所述進(jìn)料裝置用于輸入生物質(zhì)原料；熱解裝置，所述熱解裝置與所述進(jìn)料裝置相連以將所述生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解；分離冷卻裝置，所述分離冷卻裝置與所述熱解裝置相連以接收并分離所述熱解裝置輸出的焦炭和熱解氣；空氣煙氣組件，所述空氣煙氣組件與所述分離冷卻裝置相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒并分別反饋至所述進(jìn)料裝置和所述熱解裝置中；發(fā)電動力組件，所述發(fā)電動力組件與所述空氣煙氣組件相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充所述熱解裝置、分離冷卻裝置的動力源。根據(jù)本發(fā)明實施例生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，梯級利用生物質(zhì)熱解氣體產(chǎn)物的能量，具有能量自給、成本低等優(yōu)點。本發(fā)明的裝置利用發(fā)電動力組件將熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充熱解裝置、分離冷卻裝置的動力源，效率高，可同時生產(chǎn)出生物質(zhì)焦炭、電能和含CO2煙氣作為微藻生長的無機(jī)碳營養(yǎng)源。另外，根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)還具有如下附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述進(jìn)料裝置包括:用于輸入生物質(zhì)原料的進(jìn)料倉；落料倉，所述落料倉位于所述進(jìn)料倉的底部，所述落料倉內(nèi)設(shè)有往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)以對所述生物質(zhì)原料連續(xù)給料；和進(jìn)料室，所述進(jìn)料室與所述落料倉連接以接收所述落料倉輸送的生物質(zhì)原料，其中所述進(jìn)料室設(shè)有與所述空氣煙氣組件連通的低溫?zé)煔馊肟?。?yōu)選地，所述進(jìn)料倉和所述落料倉之間具有可樞轉(zhuǎn)的隔板。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱解裝置包括:內(nèi)爐筒，所述內(nèi)爐筒可繞其軸向旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)爐筒的爐頭與所述進(jìn)料室密封連接；外爐筒，所述外爐筒同軸地套設(shè)在所述內(nèi)爐筒的外部且與內(nèi)爐筒通過襯環(huán)密封，所述外爐筒固定安裝，外爐筒爐尾處設(shè)有高溫?zé)煔馊肟谇覡t頭處設(shè)有廢煙氣出口。?？蛇x地，所述內(nèi)爐筒的爐頭通過轉(zhuǎn)動襯環(huán)與所述進(jìn)料室密封連接?？蛇x地，所述內(nèi)爐筒被構(gòu)造成其中心軸線沿從爐頭向爐尾的方向向下傾斜延伸。優(yōu)選地，所述內(nèi)爐筒的爐頭與爐尾之間的高度差H與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:H/d=0.1-1.5。優(yōu)選地，所述內(nèi)爐筒沿其軸向的長度L與其內(nèi)徑d的關(guān)系為:L/d=5_15。進(jìn)一步地，所述內(nèi)爐筒的內(nèi)壁上設(shè)有多條沿徑向凸出的肋片，所述肋片沿徑向凸出的高度h與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:h/d= I/15-1/5，且所述肋片的長度延伸方向與所述內(nèi)爐筒的中心軸線 之間的夾角為0-60°。優(yōu)選地，所述多條肋片包括沿所述內(nèi)爐筒內(nèi)壁的周向均勻布置的3-12條肋片。優(yōu)選地，所述外爐筒的內(nèi)壁與所述內(nèi)爐筒的外壁之間的間隙s與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:s/d=l/12-l/5。進(jìn)一步地，所述熱解裝置還包括:齒輪，所述齒輪套設(shè)在所述內(nèi)爐筒的兩端，其中所述內(nèi)爐筒由齒輪傳動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述分離冷卻裝置包括:冷卻上段，所述冷卻上段內(nèi)限定出冷卻上腔室，所述冷卻上腔室與所述內(nèi)爐筒的爐尾密封連接，且所述冷卻上腔室的頂部形成有熱解氣出口 ；冷卻下段，所述冷卻下段設(shè)在所述冷卻上段的底部且限定出與所述冷卻上腔室連通的冷卻下腔室，所述冷卻下腔室的底部形成有焦炭出口 ；以及冷卻換熱器，所述冷卻換熱器設(shè)在所述冷卻下腔室內(nèi)?？蛇x地，所述冷卻上腔室形成為矩形體，所述冷卻下腔室的底部的橫截面形成為倒截錐形。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述空氣煙氣組件包括:第一風(fēng)機(jī)，所述第一風(fēng)機(jī)與所述冷卻換熱器連通；燃燒室，所述燃燒室通過熱解氣管道與所述冷卻上腔室的熱解氣出口連通以接收熱解氣，且所述燃燒室通過第一管道與所述冷卻換熱器連通；高溫?fù)Q熱器，所述高溫?fù)Q熱器設(shè)在所述燃燒室的下游以接收所述燃燒室燃燒后的高溫?zé)煔獠Ω邷責(zé)煔膺M(jìn)行換熱；以及煙氣分流器，所述煙氣分流器與所述高溫?fù)Q熱器連接且將所述高溫?zé)煔夥至鞒蓛陕窡煔?，第一路煙氣在高溫?fù)Q熱器中換熱后溫度降低至500-700°C，第二路煙氣在高溫?fù)Q熱器中換熱后溫度降低至150-250°C，所述第一路煙氣通入所述外爐筒內(nèi)，且所述第二路煙氣通入到所述進(jìn)料室內(nèi)。進(jìn)一步地，所述空氣煙氣組件還包括:第二風(fēng)機(jī)，所述第二風(fēng)機(jī)連接在所述高溫?fù)Q熱器和所述進(jìn)料室之間。進(jìn)一步地，所述空氣煙氣組件還包括:第三風(fēng)機(jī)，所述第三風(fēng)機(jī)與所述外爐筒的所述廢煙氣出口連接以將所述外爐筒和所述內(nèi)爐筒之間的第一路煙氣排出。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述發(fā)電動力組件包括:斯特林發(fā)動機(jī)，其中所述高溫?fù)Q熱器位于所述斯特林發(fā)動機(jī)的熱端，所述斯特林發(fā)動機(jī)將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；低溫?fù)Q熱器，所述低溫?fù)Q熱器設(shè)在所述斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，所述低溫?fù)Q熱器通過第二管道與所述第一風(fēng)機(jī)連通；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述斯特林發(fā)動機(jī)相連，且所述發(fā)電機(jī)對所述第一風(fēng)機(jī)、所述第二風(fēng)機(jī)、所述第二風(fēng)機(jī)以及所述熱解裝置提供動力。進(jìn)一步地，所述發(fā)電動力組件還包括:蓄電池，所述蓄電池與所述發(fā)電機(jī)相連用于儲存富余電能。根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點:1、可以梯級利用生物質(zhì)熱解氣燃燒后釋放的能量，提高工藝系統(tǒng)的熱利用率和熱功轉(zhuǎn)換效率。具體地，利用斯特林發(fā)動機(jī)回收高溫?zé)煔馇移渲械母咂肺粺崮苡糜诎l(fā)電，從而使生物質(zhì)熱解無需依靠外部能量輸入；高溫?zé)煔獾闹衅肺粺崮苡糜谏镔|(zhì)熱解的加熱，而熱解生成的焦炭余熱和斯特林發(fā)動機(jī)冷端釋放的低品位熱能用于預(yù)熱空氣。2.熱解裝置由內(nèi)外爐筒構(gòu)成，生物質(zhì)既通過外爐筒內(nèi)的高溫?zé)煔饽媪骷訜?，同時在進(jìn)料室和內(nèi)爐筒內(nèi)又有低溫?zé)煔馄鸬巾樍鲾y帶和加熱作用，低溫?zé)煔庖环矫婵稍跓峤膺^程中作為保護(hù)氣；另一方面，少量的氧氣可在中高溫段與熱解產(chǎn)物發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)一步提高熱解溫度。3.經(jīng)過熱解，生物質(zhì)中含有的灰分基本上都富集在生物質(zhì)焦炭中，熱解氣態(tài)中間產(chǎn)物燃燒產(chǎn)生的煙氣基本上沒有污染物，因其含有適量的二氧化碳，適當(dāng)凈化后即可用作鹽堿地臺田水面的微藻養(yǎng)殖的碳營養(yǎng)源。根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的能量自給的生物質(zhì)熱解方法，采用根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例所述的能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其中，所述生物質(zhì)熱解方法包括以下步驟:S1、將生物質(zhì)原料加入進(jìn)料裝置內(nèi)；S2、所述生物質(zhì)原料在含2-3%氧氣的150_250°C低溫?zé)煔忭樍鲾y帶保護(hù)下進(jìn)入熱解裝置，在500-70(TC高溫?zé)煔馔獠磕媪骷訜嵯?、升溫?00-60(TC溫度下熱解以形成焦炭和含焦油氣態(tài)產(chǎn)物；S3、步驟S2中得到的所述焦炭與空氣間接換熱后冷卻收集；S4、步驟S3中的換熱后的空氣與所述步驟S2中的熱解氣反應(yīng)并完全燃燒，形成高溫?zé)煔?；S5、步驟S5中的高溫?zé)煔夥至鞒傻谝宦泛偷诙窡煔猓謩e在高溫?fù)Q熱器中冷卻至500-700°C和150-250°C，所述第一路煙氣和所述第二路煙氣返回用于步驟S2中。步驟S2中，所述生物質(zhì)原料在熱解裝置內(nèi)停留時間30s_5min。
步驟S3中，所述焦炭與所述空氣間接換熱后冷卻至40_80°C并收集。步驟S3中，所述換熱后的空氣溫度為100-200°C。步驟S2和S3之間，還包括步驟S21:500-700°C高溫?zé)煔庠谀媪骷訜岷鬁囟冉档椭?20-150°C，凈化冷卻。本發(fā)明的附 加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1中A-A向剖視圖；圖3是圖2中B-B向剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的生物質(zhì)熱解方法的示意圖。附圖標(biāo)記:100、進(jìn)料裝置；110、進(jìn)料倉；120、落料倉；121、往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)；130、進(jìn)料室；131、低溫?zé)煔馊肟?； 140、隔板；200、熱解裝置；210、內(nèi)爐筒；211、肋片;220、外爐筒;230、齒輪；300、分離冷卻裝置；310、冷卻上段；311、冷卻上腔室；3111、熱解氣出口 ；320、冷卻下段；321、冷卻下腔室；3211、焦炭出口 ；330、冷卻換熱器400、空氣煙氣組件；410、第一風(fēng)機(jī)；420、燃燒室；421、熱解氣管道；422、第一管道；430、高溫?fù)Q熱器；440、煙氣分流器；450、第二風(fēng)機(jī)；460、第三風(fēng)機(jī)；500、發(fā)電動力組件；510、斯特林發(fā)動機(jī)；520、低溫?fù)Q熱器；521、第二管道；530、發(fā)電機(jī)；540、傳動機(jī)構(gòu)
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，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(biāo)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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，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(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)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(shù)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。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；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。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，包括:進(jìn)料裝置100、熱解裝置200、分離冷卻裝置300、空氣煙氣組件400和發(fā)電動力組件500。進(jìn)料裝置100用于輸入生物質(zhì)原料，生物質(zhì)原料為生物質(zhì)經(jīng)收集和簡單處理，得到的尺寸在5-10cm以下的原料，其中，生物質(zhì)可以包括能源植物(如柳枝稷、紫穗槐、沙柳和茅草等)、農(nóng)業(yè)剩余物( 如作物秸桿、果殼果皮等)以及林業(yè)剩余物(鋸末、枝葉、樹皮等)。熱解裝置200與進(jìn)料裝置100相連以將生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解，分離冷卻裝置300與熱解裝置200相連以接收并分離熱解裝置200輸出的焦炭和熱解氣?？諝鉄煔饨M件400與分離冷卻裝置300相連以將熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒并分別反饋至進(jìn)料裝置100和熱解裝置200中。發(fā)電動力組件500與空氣煙氣組件400相連以將熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充熱解裝置200、分離冷卻裝置300的動力源。根據(jù)本發(fā)明實施例生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，梯級利用生物質(zhì)熱解氣體產(chǎn)物的能量，具有能量自給、成本低等優(yōu)點。本發(fā)明的裝置利用發(fā)電動力組件500將熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充熱解裝置200、分離冷卻裝置300的動力源，效率高，可同時生產(chǎn)出生物質(zhì)焦炭和電能。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進(jìn)料裝置100包括:進(jìn)料倉110、落料倉120和進(jìn)料室130。進(jìn)料倉110用于輸入生物質(zhì)原料，例如進(jìn)料倉110可被構(gòu)造成從上到下橫截面逐漸減小的漏斗形狀，以便生物質(zhì)原料可容易地進(jìn)入?？蛇x地，如圖1所示，進(jìn)料倉110的橫截面形成為矩形形狀。落料倉120位于進(jìn)料倉110的底部，落料倉120內(nèi)設(shè)有往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)121以對生物質(zhì)原料連續(xù)給料，其中本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員對用于連續(xù)給料的往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)121的結(jié)構(gòu)已經(jīng)熟知，在此不再詳細(xì)描述。優(yōu)選地，進(jìn)料倉110和落料倉120之間具有可樞轉(zhuǎn)的隔板140。由此可防止煙氣從進(jìn)料倉110反竄出。進(jìn)料室130與落料倉120連接以接收落料倉120輸送的生物質(zhì)原料，其中進(jìn)料室130設(shè)有與空氣煙氣組件400連通的低溫?zé)煔馊肟?131，由此，可以將空氣煙氣組件400中的一部分低溫?zé)煔鈴倪M(jìn)料室130通入熱解裝置200中作為生物質(zhì)原料熱解時的保護(hù)氣?？蛇x地，低溫?zé)煔馊肟?131的數(shù)量可以為1-6個。由于在落料倉120內(nèi)裝有往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)121，因此生物質(zhì)原料無需粉碎，只需粗略切割，即可放入進(jìn)料倉Iio內(nèi)，在重力作用下進(jìn)入落料倉120后即由往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)121送入進(jìn)料室130內(nèi)。如圖1所示，熱解裝置200包括:內(nèi)爐筒210和外爐筒220，內(nèi)爐筒210可繞其軸向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)爐筒210的爐頭與進(jìn)料室130密封連接，外爐筒220同軸地套設(shè)在內(nèi)爐筒210的外部且與內(nèi)爐筒210通過襯環(huán)(圖未示出)密封，外爐筒220固定安裝，外爐筒220的爐尾處設(shè)有高溫?zé)煔馊肟谇覡t頭處設(shè)有廢煙氣出口。其中內(nèi)爐筒210的爐頭(即在如圖1中的右端位置)通過轉(zhuǎn)動襯環(huán)與進(jìn)料室130密封連接。在本發(fā)明一些可選實施例中，內(nèi)爐筒210被構(gòu)造成其中心軸線沿從爐頭向爐尾的方向向下傾斜延伸，也就是說，內(nèi)爐筒210的爐頭高于其爐尾(即在如圖1中的左端位置)。優(yōu)選地，內(nèi)爐筒210的爐頭與爐尾之間的高度差H與內(nèi)爐筒210的內(nèi)徑d的關(guān)系為:H/d=0.1-1.5。另外，在一些優(yōu)選的示例中，內(nèi)爐筒210沿其軸向的長度L與其內(nèi)徑d的關(guān)系為:L/d=5-15。根據(jù)本發(fā)明的一些示例，如圖2和圖3所示，內(nèi)爐筒210的內(nèi)壁上設(shè)有多條沿徑向凸出的肋片211，肋片211沿徑向凸出的高度h與內(nèi)爐筒210的內(nèi)徑d的關(guān)系為:h/d=l/15-l/5，且肋片211的長度延伸方向與內(nèi)爐筒210的中心軸線之間的夾角Θ為
0-60°。優(yōu)選地，多條肋片211包括沿內(nèi)爐筒210內(nèi)壁的周向均勻布置的3-12條肋片211。進(jìn)一步地,在如圖1所示的示例中，外爐筒220的內(nèi)壁與內(nèi)爐筒210的外壁之間的間隙s與內(nèi)爐筒210的內(nèi)徑d的關(guān)系為:s/d=l/12-l/5?？蛇x地，熱解裝置200還包括齒輪230，齒輪230套設(shè)在內(nèi)爐筒210的兩端，其中內(nèi)爐筒210由齒輪傳動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，由此外爐筒210也會隨之旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，分離冷卻裝置30·0包括冷卻上段310、冷卻下段320和冷卻換熱器330。具體地，冷卻上段310內(nèi)限定出冷卻上腔室3211，冷卻上腔室3211與內(nèi)爐筒210的爐尾密封連接，可選地，如圖1所示，冷卻上腔室3211形成為矩形體。冷卻上腔室3211的頂部形成有熱解氣出口 3111，以將從內(nèi)爐筒210的爐尾輸出的熱解氣排出。冷卻下段320設(shè)在冷卻上段310的底部且限定出與冷卻上腔室3211連通的冷卻下腔室321，可選地，冷卻下腔室321的底部的橫截面形成為倒截錐形。冷卻下腔室321的底部形成有焦炭出口 3211。冷卻換熱器330設(shè)在冷卻下腔室321內(nèi)。在工作時，內(nèi)爐筒210的爐尾輸出反應(yīng)后的包含生物質(zhì)焦炭和熱解氣的含焦油氣態(tài)產(chǎn)物，其中生物質(zhì)焦炭在重力作用下落入到冷卻下腔室321內(nèi)，與冷卻換熱器330接觸換熱，將熱量傳遞給冷卻換熱器330內(nèi)的冷卻空氣，焦炭溫度降低至40-90°C后從焦炭出口3211排出收集。而在內(nèi)爐筒210的爐尾處的表壓為_20Pa至_100Pa，熱解氣在負(fù)壓作用下從熱解氣出口 3111排出。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例中，空氣煙氣組件400包括:第一風(fēng)機(jī)410、燃燒室420、高溫?fù)Q熱器430和煙氣分流器440。如圖1所示，第一風(fēng)機(jī)410與冷卻換熱器330連通。燃燒室420通過熱解氣管道421與冷卻上腔室3211的熱解氣出口 3111連通以接收熱解氣，且燃燒室420通過第一管道422與冷卻換熱器330連通以接收從冷熱換熱器330換熱后的空氣。高溫?fù)Q熱器430設(shè)在燃燒室420的下游以接收燃燒室420燃燒后的高溫?zé)煔獠Ω邷責(zé)煔膺M(jìn)行換熱。煙氣分流器440與高溫?fù)Q熱器430連接且將高溫?zé)煔夥至鞒蓛陕窡煔?，第一路在換熱器中降溫至500-700°C，第二路在換熱器中降溫至150-250°C，第一路煙氣通入外爐筒220內(nèi)，且第二路煙氣通入到進(jìn)料室130內(nèi)。進(jìn)一步地，空氣煙氣組件400還包括:第二風(fēng)機(jī)450和第三風(fēng)機(jī)460，第二風(fēng)機(jī)450連接在高溫?fù)Q熱器430和進(jìn)料室130之間，第三風(fēng)機(jī)460與外爐筒220的廢煙氣出口連接以向外爐筒220和內(nèi)爐筒210之間的第一路煙氣排出。具體地，在工作時，從熱解氣管道421通入的熱解氣和第一管道422通入的預(yù)熱空氣在燃燒室420內(nèi)完全燃燒，形成700-900°C的高溫?zé)煔?過量氧氣量為2-3%)。高溫?zé)煔怆S后進(jìn)入高溫?fù)Q熱器430內(nèi)，其中50-80%的煙氣即第一路煙氣從700-900°C降溫到500-700°C后由煙氣分流器440分流，進(jìn)入熱解裝置200的外爐筒220內(nèi)，通過逆流換熱加熱內(nèi)爐筒210，在第三風(fēng)機(jī)460的作用下離開熱解裝置。其余20-50%的煙氣即第二路煙氣在高溫?fù)Q熱器430內(nèi)降溫至150-250°C后經(jīng)第二風(fēng)機(jī)450進(jìn)入與熱解裝置200相連的進(jìn)料室130內(nèi)，以用作生物質(zhì)原料熱解時的保護(hù)氣。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例中，發(fā)電動力組件500包括:斯特林發(fā)動機(jī)510、低溫?fù)Q熱器520和發(fā)電機(jī)530。其中高溫?fù)Q熱器430位于斯特林發(fā)動機(jī)510的熱端，斯特林發(fā)動機(jī)510將熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，低溫?fù)Q熱器520設(shè)在斯特林發(fā)動機(jī)510的冷端,低溫?fù)Q熱器520通過第二管道521與第一風(fēng)機(jī)410連通,發(fā)電機(jī)530通過傳動機(jī)構(gòu)540與斯特林發(fā)動機(jī)510相連，且發(fā)電機(jī)530對第一風(fēng)機(jī)410、第二風(fēng)機(jī)450、第三風(fēng)機(jī)460以及熱解裝置200的齒輪230提供動力?？蛇x地，發(fā)電動力組件500還包括蓄電池(圖未示出)，蓄電池與發(fā)電機(jī)530相連。具體地，斯特林發(fā)動機(jī)510采用氦氣或空氣為工質(zhì)，通過高溫?fù)Q熱器430吸收高溫?zé)煔獾臒崃?，將高溫?zé)煔獾臒崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過傳動機(jī)構(gòu)540推動發(fā)電機(jī)530將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，為多個風(fēng)機(jī)和熱解裝置200的內(nèi)爐筒210的齒輪230提供動力，而富余的電能儲存在蓄電池中。下面將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)的工作過程。首先，生物質(zhì)原料加入進(jìn)料倉110后，進(jìn)料倉110的隔板140打開，生物質(zhì)原料在重力作用下進(jìn)入落料倉12后隔板關(guān)閉，在往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)121的推動下進(jìn)入進(jìn)料室130。在進(jìn)料室130中，生物質(zhì)原料在含2-3%氧氣的150-250°C低溫?zé)煔獾募訜岣稍锖蛿y帶下進(jìn)入熱解裝置的內(nèi)爐筒210的爐頭。內(nèi)爐筒由齒輪230帶動旋轉(zhuǎn)，筒內(nèi)不銹鋼肋片211一方面抬升生物質(zhì)，一方面將熱量從內(nèi)爐筒210的內(nèi)壁傳遞給生物質(zhì)原料進(jìn)行加熱，由于爐頭高于爐尾，使得生物質(zhì)原料在重力作用下，隨著煙 氣攜帶和肋片211攪動向爐尾運動。500-700°C的高溫?zé)煔鈴臓t尾進(jìn)入在熱解裝置外爐筒220和內(nèi)爐筒210之間的空隙，通過對流換熱加熱內(nèi)爐筒壁，溫度降至120-150°后，在第三風(fēng)機(jī)460的作用下從爐頭排出。生物質(zhì)原料在此高溫?zé)煔獾哪媪魍饧訜嶙饔孟?，溫度上升并熱解釋放揮發(fā)分生成焦炭。在內(nèi)爐筒210的爐尾附近，生物質(zhì)焦炭的溫度可達(dá)400-600°C。內(nèi)爐筒210的爐尾輸出反應(yīng)后的包含生物質(zhì)焦炭和熱解氣的含焦油氣態(tài)產(chǎn)物，其中生物質(zhì)焦炭在重力作用下落入到冷卻下腔室321內(nèi)，與冷卻換熱器330接觸換熱，將熱量傳遞給冷卻換熱器330內(nèi)的冷卻空氣，焦炭溫度降低至40-90°C后從焦炭出口 3211排出收集。而在內(nèi)爐筒210的爐尾處的表壓為_20Pa至-lOOPa，熱解氣在負(fù)壓作用下從熱解氣出口 3111排出。燃燒所需的空氣在第一風(fēng)機(jī)410的作用下，首先通過位于斯特林發(fā)動機(jī)510的冷端的低溫?fù)Q熱器520冷卻從斯特林發(fā)動機(jī)輸出的工質(zhì)后得到第一次預(yù)熱，隨后在冷卻換熱器330內(nèi)得到第二次預(yù)熱，溫度升至100-200°C，通過第一管道422進(jìn)入燃燒室420。然后，從熱解氣管道421通入的熱解氣和第一管道422通入的預(yù)熱空氣在燃燒室420內(nèi)完全燃燒，形成700-900°C的高溫?zé)煔?過量氧氣量為2-3%)。高溫?zé)煔怆S后進(jìn)入高溫?fù)Q熱器430內(nèi)，其中50-80%的煙氣即第一路煙氣從700-900°C降溫到500-700°C后由煙氣分流器440分流，進(jìn)入熱解裝置200的外爐筒220內(nèi)，通過逆流換熱加熱內(nèi)爐筒210，在第三風(fēng)機(jī)460的作用下離開熱解裝置。其余20-50%的煙氣即第二路煙氣在高溫?fù)Q熱器430內(nèi)降溫至150-250°C后經(jīng)第二風(fēng)機(jī)450進(jìn)入與熱解裝置200相連的進(jìn)料室130內(nèi)，以用作生物質(zhì)原料熱解時的保護(hù)氣。斯特林發(fā)動機(jī)510將高溫?fù)Q熱器430的高溫?zé)煔獾臒崃哭D(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過傳動機(jī)構(gòu)540推動發(fā)電機(jī)530將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，為多個風(fēng)機(jī)和熱解裝置200的內(nèi)爐筒210的齒輪230提供動力，而富余的電能儲存在蓄電池中。根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點:1、可以梯級利用生物質(zhì)熱解氣燃燒后釋放的能量，提高工藝系統(tǒng)的熱利用率和熱功轉(zhuǎn)換效率，具體地。利用斯特林發(fā)動機(jī)回收高溫?zé)煔馇移渲械母咂肺粺崮苡糜诎l(fā)電，從而使生物質(zhì)熱解無需依靠外部能量輸入；高溫?zé)煔獾闹衅肺粺崮苡糜谏镔|(zhì)熱解的加熱，而熱解生成的焦炭余熱和斯特林發(fā)動機(jī)510冷端釋放的低品位熱能用于預(yù)熱空氣。2.熱解裝置由內(nèi)外爐筒構(gòu)成，生物質(zhì)既通過外爐筒220內(nèi)的高溫?zé)煔饽媪骷訜幔瑫r在進(jìn)料室130和內(nèi)爐筒210內(nèi)又有低溫?zé)煔馄鸬巾樍鲾y帶和加熱作用，低溫?zé)煔庖环矫婵稍跓峤膺^程中作為保護(hù)氣；另一方面，少量的氧氣可在中高溫段與熱解產(chǎn)物發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)一步提聞熱解溫度。3.經(jīng)過熱解，生物質(zhì)中含有的灰分基本上都富集在生物質(zhì)焦炭中，熱解氣態(tài)中間產(chǎn)物燃燒產(chǎn)生的煙氣基本上沒有污染物，因其含有適量的二氧化碳，適當(dāng)凈化后即可用作鹽堿地臺田水面的微藻養(yǎng)殖的碳營養(yǎng)源。根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的一種能量自給的生物質(zhì)熱解方法，采用根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其中，生物質(zhì)熱解方法包括以下步驟:S1、將生物 質(zhì)原料通入進(jìn)料裝置100內(nèi)。S2、生物質(zhì)原料在含2-3%氧氣的150-250°C低溫?zé)煔忭樍鲾y帶保護(hù)下進(jìn)入熱解裝置200，在500-70(TC高溫?zé)煔馔獠磕媪骷訜嵯?、升溫?00-60(TC溫度下熱解以形成焦炭和含焦油氣態(tài)產(chǎn)物；可選地，生物質(zhì)原料在熱解裝置200內(nèi)停留時間30s-5min。S3、步驟S2中得到的焦炭與空氣間接換熱后冷卻收集。其中，焦炭與空氣換熱后冷卻至40-80°C并收集，收集冷卻后生物質(zhì)焦炭可以用于土壤改良。換熱后的空氣溫度為100-200。。。S4、步驟S3中的換熱后的空氣與步驟S2中的熱解氣反應(yīng)并完全燃燒，形成高溫?zé)煔?。S5、步驟S4中的高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?fù)Q熱器后分流成500-700°C的第一路煙氣和150-250°C的第二路煙氣，第一路煙氣和第二路煙氣返回用于步驟S2中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟S2和S3之間，還包括步驟S21:500-700°C高溫?zé)煔庠谀媪骷訜岷鬁囟冉档椭?20-150°C，凈化冷卻，然后可以用作微藻養(yǎng)殖的無機(jī)碳營養(yǎng)源。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利 要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，包括: 進(jìn)料裝置，所述進(jìn)料裝置用于輸入生物質(zhì)原料； 熱解裝置，所述熱解裝置與所述進(jìn)料裝置相連以將所述生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解； 分離冷卻裝置，所述分離冷卻裝置與所述熱解裝置相連以接收并分離所述熱解裝置輸出的焦炭和熱解氣； 空氣煙氣組件，所述空氣煙氣組件與所述分離冷卻裝置相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒并分別反饋至所述進(jìn)料裝置和所述熱解裝置中； 發(fā)電動力組件，所述發(fā)電動力組件與所述空氣煙氣組件相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充所述熱解裝置、分離冷卻裝置的動力源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)料裝置包括: 用于輸入生物質(zhì)原料的進(jìn)料倉； 落料倉，所述落料倉位于所述進(jìn)料倉的底部，所述落料倉內(nèi)設(shè)有往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)以對所述生物質(zhì)原料連續(xù)給料；和 進(jìn)料室，所述進(jìn)料室與所述落料倉連接以接收所述落料倉輸送的生物質(zhì)原料，其中所述進(jìn)料室設(shè)有與所述空氣煙氣組件連通的低溫?zé)煔馊肟凇?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)料倉和所述落料倉之間具有可樞轉(zhuǎn)的隔板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解裝置包括: 內(nèi)爐筒，所述內(nèi)爐筒可繞其軸向旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)爐筒的爐頭與所述進(jìn)料室密封連接； 外爐筒，所述外爐筒同軸地套設(shè)在所述內(nèi)爐筒的外部且與內(nèi)爐筒通過襯環(huán)密封，所述外爐筒固定安裝，所述外爐筒爐尾處設(shè)有高溫?zé)煔馊肟谇覡t頭處設(shè)有廢煙氣出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)爐筒的爐頭通過轉(zhuǎn)動襯環(huán)與所述進(jìn)料室密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)爐筒被構(gòu)造成其中心軸線沿從爐頭向爐尾的方向向下傾斜延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)爐筒的爐頭與爐尾之間的高度差H與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:H/d=0.1-1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)爐筒沿其軸向的長度L與其內(nèi)徑d的關(guān)系為:L/d=5-15。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)爐筒的內(nèi)壁上設(shè)有多條沿徑向凸出的肋片，所述肋片沿徑向凸出的高度h與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:h/d=l/15-l/5，且所述肋片的長度延伸方向與所述內(nèi)爐筒的中心軸線之間的夾角為0-60°。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述多條肋片包括沿所述內(nèi)爐筒內(nèi)壁的周向均勻布置的3-12條肋片。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述外爐筒的內(nèi)壁與所述內(nèi)爐筒的外壁之間的間隙s與所述內(nèi)爐筒的內(nèi)徑d的關(guān)系為:s/d=l/12-l/5。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解裝置還包括: 齒輪，所述齒輪套設(shè)在所述內(nèi)爐筒的兩端，其中所述內(nèi)爐筒由齒輪傳動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4-12中任一項所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述分離冷卻裝置包括: 冷卻上段，所述冷卻上段內(nèi)限定出冷卻上腔室，所述冷卻上腔室與所述內(nèi)爐筒的爐尾密封連接，且所述冷卻上腔室的頂部形成有熱解氣出口； 冷卻下段，所述冷卻下段設(shè)在所述冷卻上段的底部且限定出與所述冷卻上腔室連通的冷卻下腔室，所述冷卻下腔室的底部形成有焦炭出口 ；以及冷卻換熱器，所述冷卻換熱器設(shè)在所述冷卻下腔室內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻上腔室形成為矩形體，所述冷卻下腔室的底部的橫截面形成為倒截錐形。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣煙氣組件包括: 第一風(fēng)機(jī)，所述第一風(fēng)機(jī)與所述冷卻換熱器連通； 燃燒室，所述燃燒室通過熱解氣管道與所述冷卻上腔室的熱解氣出口連通以接收熱解氣，且所述燃燒室通過第一管道與所述冷卻換熱器連通； 高溫?fù)Q熱器，所述高溫?fù)Q熱器設(shè)在所述燃燒室的下游以接收所述燃燒室燃燒后的高溫?zé)煔獠Ω邷責(zé)煔膺M(jìn)行換熱；以及 煙氣分流器，所述煙氣分流器與所述高溫?fù)Q熱器連接且將所述高溫?zé)煔夥至鞒蓛陕窡煔?，第一路煙氣在高溫?fù)Q熱器中換熱后溫度降低至500-700°C，第二路煙氣在高溫?fù)Q熱器中換熱后溫度降低至150-250°C，所述第一路煙氣通入所述外爐筒內(nèi)，且所述第二路煙氣通入到所述進(jìn)料室內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣煙氣組件還包括: 第二風(fēng)機(jī)，所述第二風(fēng)機(jī)連接在所 述高溫?fù)Q熱器和所述進(jìn)料室之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣煙氣組件還包括: 第三風(fēng)機(jī)，所述第三風(fēng)機(jī)與所述外爐筒的所述廢煙氣出口連接以將所述外爐筒和所述內(nèi)爐筒之間的第一路煙氣排出。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電動力組件包括: 斯特林發(fā)動機(jī)，其中所述高溫?fù)Q熱器位于所述斯特林發(fā)動機(jī)的熱端，所述斯特林發(fā)動機(jī)將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能； 低溫?fù)Q熱器，所述低溫?fù)Q熱器設(shè)在所述斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，所述低溫?fù)Q熱器通過第二管道與所述第一風(fēng)機(jī)連通； 發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述斯特林發(fā)動機(jī)相連，且所述發(fā)電機(jī)對所述第一風(fēng)機(jī)、所述第二風(fēng)機(jī)、所述第三風(fēng)機(jī)以及所述熱解裝置提供動力。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電動力組件還包括: 蓄電池，所述蓄電池與所述發(fā)電機(jī)相連用于儲存富余電能。
20.一種能量自給的生物質(zhì)熱解方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項所述的能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述生物質(zhì)熱解方法包括以下步驟: .51、將生物質(zhì)原料加入進(jìn)料裝置內(nèi)； .52、所述生物質(zhì)原料在含2-3%氧氣的150-250°C低溫?zé)煔忭樍鲾y帶保護(hù)下進(jìn)入熱解裝置，在500-70(TC高溫?zé)煔馔獠磕媪骷訜嵯隆⑸郎刂?00-60(TC溫度下熱解以形成焦炭和含焦油氣態(tài)產(chǎn)物； .53、步驟S2中得到的所述焦炭與空氣間接換熱后冷卻收集；S4、步驟S3中的換熱后的空氣與所述步驟S2中的熱解氣反應(yīng)并完全燃燒，形成高溫?zé)煔? S5、步驟S4中的高溫?zé)煔夥至鞒傻谝宦泛偷诙窡煔?，分別在高溫?fù)Q熱器中冷卻至500-700°C和150-250°C后，所述第一路煙氣和所述第二路煙氣返回用于步驟S2中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的生物質(zhì)熱解方法，其特征在于，步驟S2中，所述生物質(zhì)原料在熱解裝置內(nèi)停留時間30s-5min。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的生物質(zhì)熱解方法，其特征在于，步驟S3中，所述焦炭與所述空氣間接換熱后冷卻至40-80°C并收集。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的生物質(zhì)熱解方法，其特征在于，步驟S3中，所述換熱后的空氣溫度為100-200°C。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的生物質(zhì)熱解方法，其特征在于，步驟S2和S3之間，還包括步驟S21:500-700°C高溫?zé)煔庠谀媪骷訜岷鬁囟冉档椭?20-150°C，凈化冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量自給的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)和方法。所述生物質(zhì)熱解系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置；熱解裝置，所述熱解裝置與進(jìn)料裝置相連以將生物質(zhì)原料進(jìn)行熱解；分離冷卻裝置，所述分離冷卻裝置與熱解裝置相連以接收并分離熱解裝置輸出的焦炭和熱解氣；空氣煙氣組件，所述空氣煙氣組件與分離冷卻裝置相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒并分別反饋至進(jìn)料裝置和所述熱解裝置中；發(fā)電動力組件，所述發(fā)電動力組件與空氣煙氣組件相連以將所述熱解氣和預(yù)熱后的空氣燃燒的熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能且補(bǔ)充所述熱解裝置、分離冷卻裝置的動力源。根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)熱解系統(tǒng)，梯級利用生物質(zhì)熱解氣體產(chǎn)物的能量，具有能量自給、成本低等優(yōu)點。
文檔編號C10B49/04GK103146403SQ20131009540
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者陳群, 劉嘉, 李彥, 王淑娟, 趙博, 禚玉群, 陳昌和 申請人:清華大學(xué)