一种生物介质的热解液化装置的制作方法

本发明涉及生物介质热解技术领域，具体为一种生物介质的热解液化装置。

背景技术：

生物质能源是目前可再生能源中唯一的碳资源，可以用于生产能源产品、化工原料等。生物质快速热解液化制备生物油技术是通过热化学转化的方法，将低能量密度的生物质同时转化为气、液、固等三种高能产品的新型生物质能利用技术，具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。三种产物中，以液相的生物油为主，热解炭可用于制备活性炭、土壤改良剂等，尾气主要是小分子永久性气体，往往直接排空或废弃。

随着国家节能减排要求的逐步提高和研究的日益深入，人们开始自热式热解技术的研究，探索将热解尾气合理利用的途径和方法，以满足环保要求，而目前的技术方案还存在以下问题：

(1)生物质快速热解液化的副产品尾气是热解过程中产生的不可冷凝气体，包括co、co2、h2、ch4等，具有一定的热值，热解尾气直接排空，不仅造成了资源的浪费，而且还对环境造成污染；

(2)热解反应器的效率不高，造成热源使用的负荷，也使得生物液化的效率降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种生物介质的热解液化装置，采用预处理系统、气固分离系统、热解反应器和冷凝系统可拆卸一体化的结构，使得生物质的热解液化更高效，并且也方便后期的维护和清理，增设预处理系统，大幅度的提升了生物原料的干燥和粉碎效率，使得热解快速反应，节省了能源成本，也提高了液化产量，另外将热解产生的炭粉和不可冷凝气体进行再循环利用，提高了热解环境温度，实现生物质快速热解液化的自热式生产，提高了生产效率，也达到了节能减排的国标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物介质的热解液化装置，包括预处理系统、气固分离系统、热解反应器和冷凝系统，所述预处理系统包括烘干外壳，所述烘干外壳内设有烘干器和搅碎器，所述烘干外壳顶部设有生物入料口，所述烘干外壳底部设有出料管道，所述出料管道与气固分离系统连接，所述气固分离系统包括第一旋风分离器，所述第一旋风分离器与热解反应器固定连接，所述热解反应器包括流化床反应器，所述流化床反应器上设有热烟气导管，所述热烟气导管与烘干外壳相连接，所述流体床反应器与冷凝系统连接，所述冷凝系统包括第二旋风分离器和冷凝筒，所述第二旋风分离器的底部连接有炭粉回收管，所述炭粉回收管与流体床反应器的一端相连，所述第二旋风分离器空气出口与冷凝筒的一侧连接，所述冷凝筒底部设有生物油接收瓶，所述冷凝管的另一侧设有气流管，所述气流管与流体床反应器连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述热烟气导管内设有若干细过滤网，所述细过滤网为抽屉式安装，所述细过滤网与热烟气导管之间密封固定连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述烘干器分别安装在烘干外壳的顶部和底部，所述搅碎器安装在垂直于烘干外壳竖向中心轴位置处，所述搅碎器有若干个，并且在烘干外壳内间隔均匀分布。

作为本发明一种优选的技术方案，所述出料管道与第一旋风分离器的进口相连接，所述第一旋风分离器底部的灰斗与流化床反应器的进口连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述流体床反应器的载热体出口与第二旋风分离器的进口相连，并且第二旋风分离器的空气出口与冷凝筒的一侧进口相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述冷凝筒的上端设有喷雾冷凝口，所述喷雾冷凝液是成品生物油雾化而成，所述冷凝筒的外侧增设有冷凝管。

作为本发明一种优选的技术方案，所述流化床反应器外侧设有第一换热器和第二换热器，所述第一换热器和第二换热器均安装在靠近流体床反应器的进口端，所述第一换热器的进口与炭粉回收管相连，所述第二换热器的进口与气流管相连，所述第一换热器内和第二换热器内均设有点燃器，所述第一换热器和第二换热器的出口均与流体床反应器的气体进口相连。

作为本发明一种优选的技术方案，所述气流管内设有活性炭纤维过滤器和风机，所述活性炭纤维过滤器为抽屉式安装，所述活性炭纤维过滤器与气流管之间密封固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用预处理系统、气固分离系统、热解反应器和冷凝系统可拆卸一体化的结构，使得生物质的热解液化更高效，并且也方便后期的维护和清理，增设预处理系统，大幅度的提升了生物原料的干燥和粉碎效率，使得热解快速反应，节省了能源成本，也提高了液化产量，另外将热解产生的炭粉和不可冷凝气体进行再循环利用，提高了热解环境温度，实现生物质快速热解液化的自热式生产，提高了生产效率，也达到了节能减排的国标。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的预处理系统结构示意图；

图中：1-预处理系统；2-气固分离系统；201-第一旋风分离器；3-热解反应器；4-冷凝系统；5-烘干外壳；501-烘干器；502-搅碎器；503-出料管道；6-流化床反应器；601-热烟气导管；602-细过滤网；7-第二旋风分离器；701-炭粉回收管；8-冷凝筒；801-生物油接收瓶；802-气流管；803-喷雾冷凝口；804-冷凝管；805-活性炭纤维过滤器；806-风机；9-第一换热器；10-第二换热器；11-点燃器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1和图2所示，本发明提供了一种生物介质的热解液化装置，包括预处理系统1、气固分离系统2、热解反应器3和冷凝系统4，所述预处理系统1是将生物质原料进行干燥和粉碎，因为生物质原料中的水分太多或者原料颗粒直径太大的话，会影响热解反应器3的工作效果，无法达到快速热解的效果，所述预处理系统1包括烘干外壳5，所述烘干外壳5内设有烘干器501和搅碎器502，所述烘干器501分别安装在烘干外壳5的顶部和底部，所述搅碎器502安装在垂直于烘干外壳5竖向中心轴位置处，所述搅碎器502有若干个，并且在烘干外壳5内间隔均匀分布，所述烘干外壳5顶部设有生物入料口，所述烘干外壳5底部设有出料管道503，烘干器501的安装在烘干外壳5中心位置的左右两侧，这样的安装方式可以使得生物质原料与热源的接触面积增大，同时多个搅碎器502的使用，保证生物质原料的粉碎效果。

如图1所示，所述出料管道503与气固分离系统2连接，气固分离系统2是为了将空气与生物碎料完全分离，从而一方面减少进入热解反应器3的空气，使的在热解反应器3中的环境达到无氧或者缺氧的条件，另外一方面也可以减少生物原料中的灰尘杂质，使得在热解和冷凝时候的效果达到最佳状态，所述气固分离系统2包括第一旋风分离器201，所述第一旋风分离器201与热解反应器3固定连接，所述出料管道504与第一旋风分离器201的进口相连接，所述第一旋风分离器201底部的灰斗与流化床反应器6的进口连接。

如图1所示，所述热解反应器3包括流化床反应器6，所述流化床反应器6上设有热烟气导管601，所述热烟气导管601与烘干外壳5相连接，热烟气导管601的使用是为了资源的循环利用，可以使得烘干外壳5内的温度增高，增强原料的干燥效果，并且所述热烟气导管601安装在流体床反应器6的进口端，不会将产生的热解气排出。

所述流体床反应器6与冷凝系统4连接，所述冷凝系统4包括第二旋风分离器7和冷凝筒8，所述流体床反应器6的载热体出口与第二旋风分离器7的进口相连，将流体床反应器6产生产物全部进入到第二旋风分离器7中，第二旋风分离器7的作用是将热解气和炭粉完全分离，其中炭粉用以循环产热，热解气进行冷凝生产生物油，所述第二旋风分离器7的底部连接有炭粉回收管701，所述炭粉回收管701与流体床反应器6的一端相连，炭粉可以燃烧循环利用，所述第二旋风分离器7空气出口与冷凝筒8的一侧连接，所述冷凝筒8的上端设有喷雾冷凝口803，所述喷雾冷凝液是成品生物油雾化而成，所述冷凝筒8的外侧增设有冷凝管804，所述喷雾冷凝液和冷凝管804的作用都是生物油冷凝的方式，其中雾化的冷凝液直接与热解气接触进行冷凝，冷凝产生的热量通过冷凝管进行排出，所述冷凝筒8底部设有生物油接收瓶801，所述冷凝筒8的另一侧设有气流管802，所述气流管802与流体床反应器6连接，所述气流管802是为了将没有冷凝的可燃气体回收燃烧产热。

优选的是，所述热烟气导管601内设有若干细过滤网602，所述细过滤网602为抽屉式安装，所述细过滤网602与热烟气导管601之间密封固定连接，所述细过滤网602的作用是用以过滤热空气中的烟尘，减少烘干外壳5内烟尘的增多，抽屉式安装的方式使得细过滤网602利于更换和清理，防止发生热烟气导管601的阻塞。

优选的是，所述流化床反应器6外侧连接有第一换热器9和第二换热器10，所述第一换热器9和第二换热器10均安装在靠近流体床反应器6的进口端，所述第一换热器9的进口与炭粉回收管701相连，所述第二换热器10的进口与气流管802相连，所述第一换热器9和第二换热器9内均设有点燃器11，所述第一换热器9和第二换热器10的出口均与流体床反应器6的气体进口相连，所述第一换热管9和第二换热管10的目的都是为了将炭粉和不能冷凝的可燃气体进行可循环利用，将炭粉和气体燃烧产热，从而提高了流体床反应器6内部的反应温度，使得生物原料热解更高效，提升了热解效率。

优选的是，所述气流管802内设有活性炭纤维过滤器805和风机806，所述活性炭纤维过滤器805为抽屉式安装，所述活性炭纤维过滤803器与气流管802之间密封固定，所述活性炭纤维过滤器805的作用是吸附由于冷凝效果，在回收气体中的水分，使得回收气体更加干燥，在第二换热器10中更容易燃烧产热，风机806的使用是为了增强回收气体的流动性，抽屉式安装利于后期的更换和维护。

综上所述，本发明的主要特点在于：本发明采用预处理系统、气固分离系统、热解反应器和冷凝系统可拆卸一体化的结构，使得生物质的热解液化更高效，并且也方便后期的维护和清理，增设预处理系统，大幅度的提升了生物原料的干燥和粉碎效率，使得热解快速反应，节省了能源成本，也提高了液化产量，另外将热解产生的炭粉和不可冷凝气体进行再循环利用，提高了热解环境温度，实现生物质快速热解液化的自热式生产，提高了生产效率，也达到了节能减排的国标。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。