CN2484328Y - 自热式循环流化床生物质热解油化装置 - Google Patents

自热式循环流化床生物质热解油化装置 Download PDF

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戴先文
吴创之
陈勇
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Abstract

一种把固体生物质废料转化为液体燃料的自热式循环流化床生物质热解油化装置,其结构包括燃烧室、CFB反应器及其两级旋风分离器、冷凝管、收集瓶、载流气循环泵及预热***。燃烧室为反应提供热量,载流气由循环泵打入预热管进行预热,然后被导入自动控温电加热管预热后再进入CFB反应器,经两级旋风分离器后通过冷凝管喷淋冷却,所得液相即为油品进入收集瓶,不凝气则作为载流气进入循环。本装置结构简单,易于操作和适于工业应用。

Description

自热式循环流化床生物质热解油化装置
本实用新型涉及把固体生物质废料转化为液体燃料的生物质热解液化装置。
就生物质热解液化技术而言，国内外已进行了多方面的研究，中国科学院化学冶金研究所研制了一套用于生物质热解液化的循环流化床的反应器，只是单纯的一个采用分段电加热、以蝶阀和V阀作为控料机构的循环流化床。它采用外来气源—氮气作为载气，运行成本较高；***全部采用电加热，忽略了能量的回收；仅采用一级旋风分离器对热解碳进行分离，可能导致热解碳分离的不彻底；没有设置专门的冷却***，不利于装置的广泛适应性。
本实用新型的目的是设计一种能降低设备运行成本和提高液体油品质量的自热式循环流化床生物质热解油化装置，以克服上述现有生物质热解液化技术设备所存在的问题。
本实用新型的结构，包括燃烧室、CFB(即循环流化床)反应器及其两级旋风分离器、冷凝管和载流气循环泵，所说的燃烧室为一流化床，其中并排布置有若干根载气预热管，该载气预热管的出口经电加热管与所说的CFB反应器连接，该CFB反应器上升管的上部出口与一级旋风分离器的入口相连，一级旋风分离器的出口与二级旋风分离器的入口相连，二级旋风分离器的出口连接到所说的冷凝管的入口，冷凝管的出口接入收集瓶，所说的载流气循环泵的入口连接到收集瓶的上部，载流气循环泵的出口则连接到载气预热管的入口，并设置有一旁路支管与燃烧室相连接，所说的一级旋风分离器和二级旋风分离器分别以第一L阀和第二L阀作为回料机构，两个L阀的出口均连接到燃烧室，所说的CFB反应器的上升管的下半部分布置在燃烧室内，该CFB反应器上升管的上部设置有螺旋加料器。
在所说的CFB反应器上升管的上部所设置的螺旋加料器最好为可调速螺旋加料器，并且最好设置两个所说的螺旋加料器，可将两个螺旋加料器设置于所说的上升管上部的不同高度上。以利于调节控制原料热解的停留时间。
本实用新型的运行过程大致如下：燃烧室是整个装置的主要热量来源，经回收的碳粉(来自L阀回料机构)及部分热解气和补充的碳粉在这里燃烧，为反应提供热量。载流气由循环泵打入布置在燃烧室中的预热管进行预热，一般达到400℃左右，然后被导入自动控温电加热管预热到中温500℃，再进入循环流化床；生物质物料由螺旋加料器按一定的速度稳定加入循环流化床，在循环流化床内良好的传热传质条件下，物料被迅速热解为蒸气，并被立即携带出CFB反应器；载体石英砂在第一级旋风分离器中分离下来，经第一L阀进入CFB反应器循环；而热解产生的碳则被第二级旋风分离器分离出来，经由第二L阀进入燃烧室燃烧；热解蒸气在通过冷凝管时被内部喷淋冷却，所得液相即为油品进入收集瓶；不凝气则作为载流气进入循环。
本实用新型的技术效果包括：
(1)利用部分热解产生的不凝气体来代替纯惰性气体作为循环载气，不需要外来气源；
(2)能充分回收利用热解产生的碳和部分不凝气作为自燃供热，尽量减少外来能量的补充；
(3)本实用新型设置了两级旋风分离器，能最大限度地分离出热解碳，以消除由于热解碳对热解蒸气的二次裂解所产生的催化作用在油产品中产生的不稳定因素；
(4)本装置对循环载气的预热采用燃烧室和自动温控电加热相结合的预热方式，既充分利用了燃烧室热量，又便于控制和调节，能有效保证快速热解所要求的严格的中温；
(5)对热解蒸气进行冷凝以收集热解油品，有广泛的工业适应性。
本实用新型的装置作为把固体生物质废料转化为液体燃料的设备，适应于经前处理后的细小生物质废料，该装置结构简单，易于操作和工业放大，热解得到的液体产品易于贮存和输运，可作为化石燃料的简单替代，具有广阔的应用前景。
附图为本实用新型的结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步的详细说明：
在本自热式循环流化床生物质热解油化装置实施例中，具有燃烧室1、CFB反应器2、一级旋风分离器5、二级旋风分离器6、冷凝管7、收集瓶10、载流气循环泵11、自动控温加热管12。燃烧室1设计为流化床，为一个不锈钢立方体，在其内部布置了若干根载气预热管3，CFB反应器2上升管的下半部布置在燃烧室1内，可调速螺旋加料器4设置在CFB反应器2上升管的上部，载气预热管3的出口通过自动控温电加热管12与CFB反应器连接，CFB反应器上升管的出口与一级旋风分离器5的入口连接，一级旋风分离器5的出口与二级旋风分离器6的入口连接，二级旋风分离器6的出口与冷凝管7的入口连接，冷凝管7的出口连接到收集瓶10，载流气循环泵11的入口连接到收集瓶10的上部，该载流气循环泵11的出口连接到载气预热管3的入口，还有一条输出旁路支管连接到燃烧室1，所说的旋风分离器5的下部具有作为回料机构的第一L阀8，其出口连接到CFB反应器2，该L阀立管的下半部分布置在燃烧室1内，所说的旋风分离器6的下部具有作为回料机构的第二L阀9，其出口连接到燃烧室1。

Claims (3)

1.一种自热式循环流化床生物质热解油化装置，其特征在于包括燃烧室(1)、CFB反应器(2)及其两级旋风分离器(5、6)、冷凝管(7)、收集瓶(10)和载流气循环泵(11)，所说的燃烧室(1)为一流化床，其中并排布置有若干根载气预热管(3)，该载气预热管的出口经电加热管(12)与所说的CFB反应器(2)连接，该CFB反应器上升管的上部出口与一级旋风分离器(5)的入口相连，一级旋风分离器的出口与二级旋风分离器(6)的入口相连，二级旋风分离器的出口连接到所说的冷凝管(7)的入口，冷凝管(7)的出口接入所说的收集瓶(10)，所说的载流气循环泵的入口连接到收集瓶(10)的上部，载流气循环泵(11)的出口则连接到载气预热管(3)的入口，并设置有一旁路支管与燃烧室相连接，所说的一级旋风分离器(5)和二级旋风分离器(6)分别以第一L阀(8)和第二L阀(9)作为回料机构，第一L阀的出口连接到CFB反应器(2)，第二L阀的出口连接到燃烧室(1)，所说的CFB反应器(2)的上升管的下半部分和第一L阀的下半部分布置在燃烧室(1)内，在CFB反应器(2)上升管的上部设置有螺旋加料器。
2.根据权利要求1所述的自热式循环流化床生物质热解油化装置，其特征在于所说的CFB反应器(2)上升管的上部设置有两个螺旋加料器，分别设置在上升管上部的不同高度上。
3.根据权利要求1所述的自热式循环流化床生物质热解油化装置，其特征在于所说的电加热管(12)为自动控温的电加热管。
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