[发明专利]生物质环流式快速热解制油方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质利用，特别是涉及一种生物质环流式快速热解制油方法。

背景技术

目前，国内外生物质制油技术有流化床热解技术、旋转锥热解技术、热载体热解技术等几种热解装置和技术，但这些技术都有不足之处。流化床热解技术其产出的油产品含飞灰和碳粒杂质多难以分离；旋转锥热解转技术，经查阅大量国内外文献发现，其结构由旋转的外锥、静止的内锥、加热元件和绝热密封的壳体组成，这样的结构使没有完全裂解的物料和热载体直接出了反应锥，造成转化率低的缺点；热载体热解技术固体和固体之间传热效率低，需要很高流化气压力，运行成本高，增加了分离器的负担分离效率下降。目前上述几种技术普遍存在生物质转化低、每吨生物质(秸秆)产油300-500公斤，油含杂质多，含水量大，增加了成品油后续处理的难度，有可能发生酚水排放问题，生产过程粉尘较大对空气有污染，难以实现工业化的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种能提高生物质热解制油转化率，生物质油纯度高，无污染，容易实现工业化生产的生物质环流式快速热解制油方法。

本发明采用如下技术方案：一种生物质环流式快速热解制油方法，步骤为：

生物质原料由粉碎机粉碎后，通过供料器送入脉冲回流烘干器，烘干的生物质原料与潮气在第一旋转分离器进行分离，潮气从上口排空，原料从下口送入原料混合器，于有一定压力的，来自循环流化床热风炉和加压机的惰性气体混合送入环流反应器，在环流反应器内快速热解，不超2秒钟碳粒从下口排出，经过星型给料器到碳粒混合器，由鼓风机经过循环返料器送入循环流化床热风炉燃烧，带有小碳粒的热解气从环流反应器的上口排出，送入第二旋转分离器，分离下来碳粒从底部排出返回到环流反应器再次充分的热解，热解气从第二旋转分离器的上部排出进入激冷器，同时经过冷却器冷却下来的低温油，由油泵泵入激冷器和热解气混合快速冷却液化进入油气分离器，经分离后油产品经冷却器进成品库；

没凝结气体从油气分离器上部排出，经加压机加压返回原料混合器和来自循环流化床热风炉的高温惰性气体汇合，将原料送入环流反应器，并循环参与热解反应。

所述的循环流化床热风炉经过旋风分离器分离后的中温惰性气体进入脉冲回流烘干器。

本发明具有如下特点：

1、原料进入粉碎机粉碎至2mm封闭进入给料斗，再进入脉冲回流烘干器可把自然含水分30％以下生物质一次性烘干到理想含水率，靠第一旋转分离器的引力，将原料在烘干的同时提升、并分离起到了输送的作用，其优点是：不需在系统外另设粉碎和烘干装置，没有二次运输费用；不需要在系统内另设原料输送设备；可充分利用系统内的余热来烘干原料；从粉碎机的入口到第一旋转分离器延程封闭，经分离后所排出的潮气含尘量小于10mg/m³(所述旋转分离器可用于空气净化)，达到人的肉眼看不到有尘可排的地步，排尘量小于空气中的浮尘，生产全过程无任何污染。

2、环流反应器有外环、内环、内腔。外环为热解反应区，它是个倒锥体环形上大下小、高温惰性气体带原料切向从下部进入后，旋转上升，下部是密相区，升到上部是稀相区，都是由高温惰性气体卷吸上扬，向物料传热非常充分，物料的流动速度8-12米/s，传热速率700-1000℃/s，在反应区的停留时间为0.7-1.5秒，所以对生物质的热解是非常充分的。

3、环流反应器热解区结构决定，高温惰性气体和物料如上述同样密切接触有很高的传热速率，单机生产能力可以在相当宽的范围内任意放大，比如年消耗生物质1万吨到10万吨之间设备(根据运距一般设置单机产能在2万吨到5万吨比较合适)，所以说本发明非常容易实现工业化。

4、环流反应器内环和内腔是个气固分离过程，热解气体和碳粒从外环出口进入内环，内环带有若干个倾斜45°的导流板，内环出口速度为18-21米/秒，使碳粒和液滴沿外环内套内壁旋流而下，10微米以上的固体分离出来，热解气体从环流反应器顶部排出，进入第二个旋转分离器精分离，所以环流反应器同时起到分离器的作用。

5、第二个旋转分离器是对热解气和碳粒精确分离，使其获得高纯度的生物质油，含颗粒杂质0.001％。

6、用被冷却到10℃的产品油对热解气体进行混合冷凝，冷却效率高，冷却速率700-1000℃/s远远超过现有技术用水间接冷却方法的冷却效率。

7、因为是由高效能的脉冲回流烘干器、第一旋转分离器、环流反应器、第二旋转分离器、激冷器、油气分离器有机配合，生物质转换率高，每吨生物质(秸秆)产油500-700公斤。