CN101481619B - 一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺 - Google Patents
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Abstract
一种固体有机物下行流化床快速热解工艺本发明提供一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺。它主要通过快速热解和烧焦分别在不同***进行，并通过固体热载体循环耦合，形成一个反应再生循环***，从而保证了热解反应的连续进行和再生热量的合理利用，可生产出高质量的热解气和热解油，提高了资源利用率。它主要由自混合下行反应器和流化床再生器等组成。
Description
1.技术领域
本发明提供一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺，属于可再生能源领域。
2.背景技术
随着人们生活水平和质量的提高，城市垃圾中的有机物含量逐渐升高，掩埋处理已不能满足环保的要求，焚烧减量处理不会产生象二噁英类的有害物，安全经济地处理城市垃圾称为人们研究和探索的热点；农村植物秸秆属可再生资源，现已有将其气化造气综合利用的技术，但由于热解和有氧燃烧在同一***完成，热解气热值低，仅有4000大卡/m3，提高热解气质量为人们所研究热点；各种废塑料的热解已成为人们利用废气资源的有效手段，但现有技术大多属间歇操作，并且热解目的产物收率低，另外煤的热解气化也是煤炭有效利用手段之一，但现工艺设备复杂，效率低。
在固体有机物快速热解生产液体燃料的各种工艺中，反应器都是其核心部分，因为反应器的类型及其加热方式的选择在很大程度上决定了产物的最终分布。所以，反应器类型的选择和加热方式的选择是各种技术路线的关键环节。目前的国内外开发的反应器种类很多，形成了不同的工艺，主要分为如下几种类型：
(1)机械接触式反应器工艺，这类反应器的共同点是通过一灼热的反应器表面直接或间接与生物质接触，将热量传递给生物质，使其高速升温，从而达到快速热解。其采用的热量传递方式主要为热传导，常见的有烧蚀热解反应器、丝网热解反应器、旋转锥反应器等。但是机械设备也存在高温时焦渣磨损设备和设备的移动部分容易出现故障以及难以工业化放大的问题。
(2)间接式反应器工艺，这类反应器的主要特征是由一高温的表面或热源提供生物质热解的所需热量，其主要通过热辐射进行热量传递，常见的热天平可归属此类。作为实验室研究设备，难以工业化放大。
(3)混合式反应器工艺，混合式反应器主要是借助热气流或气固多相流对生物质进行快速加热，起主导热量传递的方式主要为对流换热，但热辐射和热传导也不可忽略，常见的有流化床反应器、快速引射床反应器、循环流化床反应器等。其中，循环流化床装置因能解决热量转化，实现热量自给，很好地满足快速热解对温度和升温速率的要求而被广泛采用。目前用于商业运行的只有从输送床和循环流化床***。但由于现有设备农林废弃物颗粒与热载体固固混合需要使用载气，热效率较低，实际应用时将会加大投资成本以及运行难度。
(4)真空热解反应器工艺，生物质颗粒进入反应器后被送到两个水平的恒温金属板间受热解，裂解产生的挥发分依靠反应器的真空状态很快被带出反应器，直接输入到两个冷凝***，一个收集重油，一个收集轻油和水分。该***最大的优点是，真空下一次裂解产物能很快脱离反应器，从而降低了二次反应的几率，但需要真空泵的正常运转以及反应器极好的密封性来保证，而这在实际应用时将会加大投资成本以及运行难度。
3.发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术存在的不足而提供一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺。该工艺流程简单合理、热量回收率高，反应体系温度较低(与液相法相近)、易于控制，气相夹带的催化剂粉尘脱除合理、易于大工业化，反应转化率和选择性高，易于大规模工业化生产。
本发明的技术方案：
主要通过固体有机物快速热解和固体热载体烧焦分别在不同***进行，并通过固体热载体循环耦合，形成一个反应再生耦合循环***。干燥粉碎后的固体有机物经通过螺旋输送机输送进入自混合下行流化床反应器的入口，与从另一入口进入的高温再生剂在自混合下行流化床反应器中接触、混合、反应，快速离开反应段；气相通过自混合下行流化床反应器的气相出口进入急冷器冷凝分离为热解油和热解气，经油罐分离，部分热解油由液体循环泵打回到水冷器冷却后做为急冷器冷源；固相通过流化床返料器和预热空气一起进入流化床再生器燃烧再生，经流化床再生后的固体温度升高，进入惯性气固分离器，先分出大部分颗粒固体进入再生剂缓冲仓，再进入自混合下行流化床反应器再次循环，其余微小固体随气流先进入省煤器预热空气，然后进入旋流分离器分出微颗粒高温固体外排；分离后的烟气通过粉碎加料器进入有机物粉干燥提升器，然后经旋分器分离出干燥的有机物后经引风机排空；空气经鼓风机进入省煤器预热后进入流化床再生器；有机物通过粉碎加料器进入有机物粉干燥提升器，然后经旋分器分离通过螺旋输送机输送进入自混合下行流化床反应器的入口，这样自混合下行流化床反应器和流化床再生器耦合，形成一个固体热载体循环的反应再生耦合***。
自混合下行流化床反应器是一种依靠重力，需要混合的固体在下落的过程中被反应器中固定的分流元件多次快速分散合流，从而形成混合均匀的反应物体系的下行流化床反应器。
4、附图说明
附图是本发明的工艺流程图。
其中：1.流化床再生器 2.惯性气固分离器3.省煤器 4.旋流分离器 5.自混合下行流化床反应器 6.急冷器 7.流化床返料器 8.再生剂缓冲仓 9.鼓风机 10.螺旋输送机 11.引风机 12.粉碎加料器 13.干燥提升器 14.旋分器 15.油罐 16.液体循环泵。
5.具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的介绍：在实际设计和制造中，本发明是将通过干燥粉碎后的固体有机物经通过螺旋输送机(10)输送进入自混合流化床下行反应器(5)的入口，与从另一入口进入的高温再生剂在自混合下行流化床反应器(5)中接触、混合、反应，快速离开反应段；气相通过自混合下行流化床反应器(5)的气相出口进入急冷器(6)冷凝分离为热解油和热解气，经油罐(15)分离，部分热解油由液体循环泵(16)打回到水冷器(17)冷却后做为急冷器(6)冷源；固相通过流化床返料器(7)和预热空气一起进入流化床再生器(1)燃烧再生，经流化床再生后的固体温度升高，进入惯性气固分离器(2)，先分出大部分颗粒固体进入再生剂缓冲仓(8)，再进入自混合下行流化床反应器(5)再次循环，其余微小固体随气流先进入省煤器(3)预热空气，然后进入旋流分离器(4)分出微颗粒高温固体外排；分离后的烟气通过粉碎加料器(12)进入有机物粉干燥提升器(13)，然后经旋分器(14)分离出干燥的有机物后经引风机(11)排空；空气经鼓风机(9)进入省煤器(3)预热后进入流化床再生器(1)；有机物通过粉碎加料器(12)进入有机物粉干燥提升器(13)，然后经旋分器(14)分离通过螺旋输送机(10)输送进入自混合下行流化床反应器(5)的入口，这样自混合下行流化床反应器(5)和流化床再生器(1)耦合，形成一个固体热载体循环的反应再生耦合***。
自混合下行流化床反应器(5)是一种依靠重力，需要混合的固体在下落的过程中被反应器中固定的分流元件多次快速分散合流，从而形成混合均匀的反应物体系的下行流化床反应器。
本发明具有以下优点：
①热解效率高②热解气和油收率高③热解油和气质量高，其中热解气热值提高了2-3倍④装置设计合理，实现了自身热循环平衡⑤装置多点注氧，再生强度大，大幅度提高了处理能力⑥资源利用率高，同时消除了环境污染。
Claims (2)
1.一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺，其特征在于干燥粉碎后的固体有机物经通过螺旋输送机输送进入自混合下行流化床反应器的入口，与从另一入口进入的高温再生剂在自混合下行流化床反应器中接触、混合、反应，快速离开反应段；气相通过自混合下行流化床反应器的气相出口进入急冷器冷凝分离为热解油和热解气，经油罐分离，部分热解油由液体循环泵打回到水冷器冷却后做为急冷器冷源；固相通过流化床返料器和预热空气一起进入流化床再生器燃烧再生，经流化床再生后的固体温度升高，进入惯性气固分离器，先分出大部分颗粒固体进入再生剂缓冲仓，再进入自混合下行流化床反应器再次循环，其余微小固体随气流先进入省煤器预热空气，然后进入旋流分离器分出微颗粒高温固体外排；分离后的烟气通过粉碎加料器进入有机物粉干燥提升器，然后经旋分器分离出干燥的有机物后经引风机排空；空气经鼓风机进入省煤器预热后进入流化床再生器；有机物通过粉碎加料器进入有机物粉干燥提升器，然后经旋分器分离通过螺旋输送机输送进入自混合下行流化床反应器的入口，这样下行自混合流化床反应器和流化床再生器耦合，形成一个固体热载体循环的反应再生耦合***。
2.根据权利要求1所述的一种固体有机物自混合下行流化床快速热解工艺，其特征在于自混合下行流化床是一种依靠重力，需要混合的固体在下落的过程中被反应器中固定的分流元件多次快速分散合流，从而形成混合均匀的反应物体系的下行流化床反应器。
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| Date | Code | Title | Description |
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Granted publication date: 20121017 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |