[发明专利]一种生物质热解制炭的工艺方法及装置在审
申请号: | 202111551568.9 | 申请日: | 2021-12-17 |
公开(公告)号: | CN114196425A | 公开(公告)日: | 2022-03-18 |
发明(设计)人: | 仝明;陈昕;李艳华;吴磊;陈煜 | 申请(专利权)人: | 上海秦鄠工程技术有限公司 |
主分类号: | C10B53/00 | 分类号: | C10B53/00;C10B53/02;C10B57/02;C10B57/10;C10B49/02;C10B57/00 |
代理公司: | 上海华工专利事务所(普通合伙) 31104 | 代理人: | 缪利明 |
地址: | 200023 上海市奉贤区*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 生物 质热解制炭 工艺 方法 装置 | ||
1.一种生物质热解制炭的工艺方法,其特征在于,所述工艺方法包括以下步骤:
(1)干燥阶段:热解炉内天然气或自产的燃料气燃烧产生热烟气,为生物质床层提供热量并蒸发水分;排出的干燥烟气通入干燥烟气循环主管储存,并抽取部分循环至所述热解炉,建立干燥烟气循环;
(2)预炭化阶段:热解炉内天然气或自产的燃料气燃烧为生物质提供热量,生物质中的不稳定组分开始分解;排出的热解气经热解气冷凝系统冷却并副产生物油,冷却后于第一燃料气循环主管储存,并抽取部分循环至所述热解炉,建立热解气循环;
(3)炭化阶段:热解炉内天然气或自产的燃料气继续燃烧为生物质提供热量,生物质热解产生大量分解产物,并维持所述热解气循环;所述第一燃料气循环主管中部分燃料气经燃料气预热系统预热后储存于第二燃料气循环主管中,其中部分通入燃气锅炉燃烧供能,部分通入所述热解炉燃烧,代替天然气为其它批次的干燥、预炭化和炭化阶段提供热量;
(4)煅烧阶段:依靠炭化阶段的生物质自身反应放热为生物质提供热量,分解排出残留的挥发物质,并关闭所述热解气循环;
(5)冷却出料阶段:分别利用所述第二燃料气循环主管的燃料气和所述第一燃料气循环主管的燃料气对生物质床层逐级降温冷却而后出料。
2.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述第一燃料气循环主管的储存的燃料气为40±5℃燃料气;所述第二燃料气循环主管储存的燃料气为200±5℃燃料气。
3.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述干燥阶段通过调节从所述第二燃料气循环主管通入所述热解炉的燃料气的流量,控制所述热解炉内的热风燃烧室上部的烟气温度不超过850℃;通过调节所述干燥烟气循环的流量,控制生物质床层的温度为120~150℃;
进一步的,当所述热解炉的出口烟气温度达到150℃,含湿量为1%~2%时,干燥阶段结束,停止所述干燥烟气循环。
4.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述预炭化和炭化阶段通过调节所述热解气循环的流量,控制所述热解炉内的热风燃烧室上部的烟气温度不超过850℃,控制所述热解炉内的炭化室中生物质床层上侧炉腔内的烟气温度不超过650℃;所述预炭化阶段生物质床层的温度为150~275℃,当所述热解炉的出口烟气温度超过270℃时,预炭化阶段结束;所述炭化阶段生物质床层的温度为275~420℃,当所述热解炉的出口烟气温度超过420℃时,炭化阶段结束。
5.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述煅烧阶段生物质床层的温度为420~500℃;当生物质床层的温度升至最高点开始下降时,煅烧阶段结束。
6.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述预炭化、炭化和煅烧阶段产生的热解气依次经余热锅炉、木焦油冷凝器、木醋液冷凝器换热冷却,并得到副产物木焦油和木醋液;优选的,所述木醋液冷凝器的冷却介质为常温脱盐水,所述木焦油冷凝器的冷却介质为高温脱盐水,所述余热锅炉的冷却介质为经所述木焦油冷凝器换热的冷却介质;进一步优选的,所述高温脱盐水为110±5℃脱盐水。
7.根据权利要求6所述的工艺方法,其特征在于,经所述木醋液冷凝器换热后的脱盐水进入所述燃气锅炉换热,一部分产生蒸汽,供所述燃料气预热系统预热燃料气;一部分产生高温的脱盐水,作为冷却介质供所述木焦油冷凝器冷却换热;所述余热锅炉的冷却介质经换热后产生蒸汽,供所述燃料气预热系统预热燃料气。
8.根据权利要求6所述的工艺方法,其特征在于,所述冷却出料阶段利用所述第二燃料气循环主管的燃料气对生物质床层降温时,用于冷却的燃料气从所述热解炉排出后,经所述余热锅炉、木焦油冷凝器后送至所述第二燃料气循环主管利用。
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