[发明专利]以低阶煤热解半焦作为固体热载体热解生物质的方法及其装置

说明书

本发明涉及一种以低阶煤热解半焦作为固体热载体热解生物质的方法及其装置，属于生物质及固体废弃物热解技术领域，具体包括低阶煤热解半焦和生物质材料，按照以下步骤进行操作，生物质材料经破碎烘干后与低阶煤热解半焦按照比例加入固体热载体热解装置内，低阶煤热解半焦、生物质材料在固体热载体热解装置内搅拌混匀并进行热解反应，生成热解气和混合半焦，混合半焦进入余热回收装置进行余热回收，热解气先经除尘器除尘后进入冷却器，热解气经冷却器分离后，分离出生物质焦油和可燃气，本发明结构简单，能够充分利用低阶煤热解半焦的余热，能耗低，降低运行成本。

技术领域

本发明涉及一种以低阶煤热解半焦作为固体热载体热解生物质的方法及其装置，属于生物质及固体废弃物热解技术领域。

背景技术

热解技术是在无氧状态下，对固体物料进行热转化，将固体物料由低能量密度的物质转化为高能量密度的油、气和热解碳，以实现在当前双碳背景下，对生物质资源和其它固体废弃物等可再生能源的资源化、再利用、无碳化，实现高能高用、低能低用，同时降低化石能源的利用。

热解反应器作为热解装置中的核心设备，不同的热解工艺，其热解装置的结构形式也各不相同，主要有螺旋输送反应器、流化床反应器、固体床反应器、回转窑等。目前，国内采用较多的是回转窑结构，根据传热形式的不同，又有夹套式、内热式、外烟室+辐射管式、内外烟定+辐射管式等，这些反应器虽各有优缺点，但多适用于低阶煤的热解。螺旋输送式热解反应器多采用气体热载体供热方式，多采用夹套结构，造成结构设计复杂，设备制造成本增加。

公开号为CN104531227A，专利名称为一种生物质双轴螺旋热解装置，采用夹套结构，利用气体热载体供热方式，将烟气作为热解热源通入夹套，机壳中心设置两个螺旋绞龙用于物料混合与输送。气体热载体供热方式与固体热载体相比，传热效率相对低；结构采用双层夹套式，内、外层壳体与高温(700～1000℃)介质直接接触，造成高温选材难度大，设备造价高，性价比低；同时，设备壳体、中心轴等接触介质不同，温度不同，造成各部件线膨胀量不一致，结构设计复杂。

公开号CN107033932A，专利名称为一种用于处理城市废弃物的多功能连续双轴流化床裂解炉，此炉体利用热辐射原理，也采用夹套结构。炉内设置了双轴结构，但结构设计中主要发挥单轴输送功能，搅拌功能采用单轴螺旋叶片上开齿实现，不具备双轴间物料相互混合、破碎和搅拌功能。

公开号202020102272.3，专利名称为一种用于固体热载体加热的热解反应器，存在以下不足：1、采用三轴搅拌，搅拌轴上设有助解叶片等，结构过于复杂；2、中心轴通水、反应器内设保温层，导致两者工况状态下彭胀量不一致；3、前段低后段高的卧式阶梯结构，并无明显除尘作用，却把反应器结构搞的过于复杂；4、最重要的一点是，虽为固体热载体反应器，却并不指明何种固体热载体，固体热载体的温度、性质，如何回收重复利用等，因为此前的固体热载体工艺或反应器所用的固体热载体均要回收循环利用的，这是最重要的一点，如果这一点不明确，所谓的固体热载体反应器并无特大的实用性、可操作性。5、只要将生物质或固体废弃物预处理并能够进入反应器，无需考虑破碎和缠绕问题，因为生物质或固体废弃物一经热解，尤其是与固体热载体形成快速热解成碳，并不存在上述问题。

此外，也有有关低阶煤和生物质共同热解的研究，但低阶煤和生物质的热解温度区度并不相同，若两者共同热解，将导致生物质热解的产物产生二次裂解。

基于上述，为解决常规固体热载体热解工艺中的固体热载体回收循环利用问题，尤其是生物质或固体废弃物的固体热载体热解反应器及其热解工艺方法，亟需进行研究。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构简单，能够充分利用低阶煤热解半焦的余热，能耗低，降低运行成本的以低阶煤热解半焦作为固体热载体热解生物质的方法及其装置。