[发明专利]一种生物质热解和催化裂解系统

说明书

技术领域

本发明创造属于生物质热解技术领域，主要是一种基于蓄热式辐射管加热的生物 质热解和催化裂解系统，以制取清洁可燃气。

背景技术

生物质能是地球第四大资源，同时也是储量最大的可再生能源。生物质具有分布 广泛、储量丰富、可再生性、低污染性等特点，是最具潜力的化石能源替代能源之一。目前， 生物质能的能源化利用方式主要以发酵生产燃料、沼气，气化，快速热解，炭化为主。其中， 发酵生产燃料、沼气主要应用草本植物，该技术生产周期长，产率较低等缺点限制其发展； 气化生产燃气技术则由于燃气热值低，多应用于发电、工业供气方面，有一定的局限性；炭 化技术得到的产品主要以固体生物炭为主，难以替代化石能源规模化应用；快速热解是指 在无氧或限氧的条件下，将生物质快速升温至550℃左右，生成生物油、生物炭和热解气的 过程。热解技术是唯一一种将生物质能源直接转化为液体燃料的技术。然而，经过热解技术 得到的生物油组分极为复杂，pH值较低、含氧量高、热稳定性较差、粘度大等缺点使得生物 油难以直接利用和储存。此外，生物油的后处理过程复杂、效果不佳且成本较高，使其难以 工业化应用。因此，如何设计一种高效除尘、系统结构和工艺流程都简单的系统成为本领域 亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计并开发出一种生物质蓄热式下行床热解和催化 裂解反应系统，该反应系统可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解 室进行深度催化裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，该反应器可产生大 量的裂解气，从而避免了生产热解油难以利用的问题，真正实现了生物质的清洁高效利用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

有鉴于此，本发明提供了一种生物质热解和催化裂解系统。根据本发明的实施例，该系 统包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和催化裂 解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的 顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上，以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐 射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多 根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度 的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述 裂解室；

催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；

连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气， 通过所述连通构件，通入到所述裂解室；裂解气旋风分离器，所述裂解气旋风分离器分别与 所述裂解气出口、半焦输送装置和喷淋塔相连；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气旋风分离 器连接；燃气罐，所述燃气罐与所述喷淋塔连接。

发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统结构简单，操作方便，温度分布均 匀，加热效果好，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为 小分子的气态烃类，该反应系统可产生大量的裂解气产品，避免了热解油含尘的问题，真正 实现了化石燃料的清洁高效利用。此外，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，生物质利 用率高，节省建造成本和占地面积。而且该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固 热载体加热，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。

根据本发明的实施例，所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔的孔 带；或者，所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口。

根据本发明的实施例，所述隔热砖墙的厚度为5-15cm，所述孔带的高度为3-15cm， 所述孔的直径为1-3cm，所述开口的高度为3-15cm。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：气化炉，所述气化炉一端与所述蓄热式 辐射管的燃气入口相连，另一端与所述半焦输送装置相连。

根据本发明的实施例，该系统还可以包括：加料斗；第二进料装置，其与所述加料 斗相连；干燥装置，其分别与所述第二进料装置和所述蓄热式辐射管上的烟气出口连接；干 燥旋风分离器，其分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接；尾气净化装置，其与所述干 燥旋风分离器相连接。