專利名稱：氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)熱解的一種方法，特別是一種分區(qū)段采用不同載熱質(zhì)，并分區(qū)段控制熱解速度的氣固聯(lián)合載熱生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
公知的生物質(zhì)熱解技術(shù)包括利用反應(yīng)釜間接加熱熱解工藝，以及氣體載熱直接加熱熱解工藝兩類。間接加熱工藝是將生物質(zhì)成型后，裝入反應(yīng)釜隔絕空氣升溫?zé)峤猓瑹嵩丛诜磻?yīng)釜外加熱反應(yīng)釜的器壁，熱量通過(guò)器壁傳導(dǎo)給釜內(nèi)的生物質(zhì)。間接加熱的缺點(diǎn)主要是傳熱效 率低下，在該工藝中，釜中間生物質(zhì)的升溫主要靠熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于生物質(zhì)本身的導(dǎo)熱系數(shù)較低，且生物質(zhì)周圍充滿熱阻很大的氣體，所以傳熱速度緩慢。傳熱效率低下對(duì)生產(chǎn)有三點(diǎn)不利影響1.間接加熱工藝中，生物質(zhì)升溫緩慢，導(dǎo)致生物質(zhì)熱解速度降低，最終使生物制熱解產(chǎn)物中液態(tài)產(chǎn)品的產(chǎn)率降低。2.在處理設(shè)備不變的情況下，生物質(zhì)熱解速度降低最終導(dǎo)致生物質(zhì)處理量的下降,并導(dǎo)致處理成本的增高。3.間接加熱工藝中，傳熱效率的低下，導(dǎo)致整個(gè)加熱過(guò)程熱效率低下，這也是生物質(zhì)熱解成本高的原因之一。氣體載熱熱解工藝是利用燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣做為載熱質(zhì)，氣體載熱質(zhì)直接沖刷生物質(zhì)，通過(guò)對(duì)流換熱加熱生物質(zhì)，該工藝存在以下幾方面缺點(diǎn)1.載熱質(zhì)直接進(jìn)入熱解產(chǎn)物后，使熱解煤氣中惰性成分增加，煤氣的品質(zhì)下降，導(dǎo)致煤氣的利用效率下降，同時(shí)煤氣凈化設(shè)備投資加大，動(dòng)力消耗增大。2.氣體載熱熱解工藝采用的流化床工藝，熱解氣中含有大量的粉塵，除塵成本很高，且液態(tài)產(chǎn)品中含有大量難以分離無(wú)機(jī)粉塵，造成生物油的深度加工十分困難。3.以固體燃料為熱源時(shí)，燃燒產(chǎn)物中的飛灰將增加生物質(zhì)焦炭中的灰分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決已有技術(shù)之缺陷，提供一種可以大幅度改善生物質(zhì)熱解產(chǎn)品質(zhì)量，降低生物質(zhì)熱解成本的氣固聯(lián)合載熱生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及其使用方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，包括生物質(zhì)原料整備設(shè)備、生物質(zhì)熱解設(shè)備、產(chǎn)品采收設(shè)備和廢氣處理設(shè)備，生物質(zhì)熱解設(shè)備包括干燥清灰爐、次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t，生物質(zhì)熱解時(shí)先后分別進(jìn)入所述三個(gè)設(shè)備分區(qū)熱解。所述生物質(zhì)原料整備設(shè)備包括生物質(zhì)破碎設(shè)備和生物質(zhì)成型機(jī)，生物質(zhì)破碎設(shè)備是粉碎機(jī)或磨碎機(jī)；所述次中溫?zé)峤鉅t采用惰性固體球作為載熱質(zhì)；所述生物質(zhì)熱解設(shè)備還包括熱風(fēng)爐、惰性球加熱爐、熱煙氣風(fēng)機(jī)和輸送煙氣的相應(yīng)風(fēng)管，熱風(fēng)爐通過(guò)輸出風(fēng)管連接中溫?zé)峤鉅t和惰性球加熱爐；惰性球加熱爐中的惰性球加熱后通過(guò)惰性球加熱爐和次中溫?zé)峤鉅t之間的輸送道進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t，降溫后的惰性固定球通過(guò)輸送道回到惰性球加熱爐；惰性球加熱爐和干燥清灰爐之間設(shè)有輸送低溫?zé)煔獾娘L(fēng)管，該風(fēng)管上設(shè)有熱煙氣風(fēng)機(jī)以加壓低溫?zé)煔膺M(jìn)入干燥清灰爐；所述產(chǎn)品采收設(shè)備包括熱解氣處理系統(tǒng)、儲(chǔ)氣柜和生物質(zhì)焦炭冷卻爐；熱解氣處理系統(tǒng)包括降溫除塵設(shè)備和除焦油、木醋液設(shè)備；熱解氣處理系統(tǒng)的輸入風(fēng)管分別與次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t相連接，輸出風(fēng)管與儲(chǔ)氣柜相連接，其中輸出風(fēng)管上設(shè)有煤氣風(fēng)機(jī)；熱解氣處理系統(tǒng)還設(shè)有排除木焦油和木醋液的管道；廢氣處理設(shè)備包括煙氣凈化器，煙氣凈化器輸入風(fēng)管和干燥清灰爐相連接，輸出風(fēng)管和排煙裝置相連接，其中輸出風(fēng)管上設(shè)置廢氣引風(fēng)機(jī)。所述次中溫?zé)峤鉅t下部設(shè)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)生物質(zhì)及載熱質(zhì)進(jìn)行分離。所述次中溫?zé)峤鉅t中所述的惰性固體物或固體球具有一定粒徑。一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)的使用方法，包括原料整備進(jìn)料階段、生物質(zhì)熱解階段與產(chǎn)品采收出料階段，依次包括如下步驟 原料整備進(jìn)料階段生物質(zhì)原料首先進(jìn)入所述生物質(zhì)破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后的生物質(zhì)進(jìn)入所述生物質(zhì)成型機(jī)按規(guī)定的粒徑及形狀進(jìn)行原料成型；生物質(zhì)熱解階段成型后的生物質(zhì)進(jìn)入生物質(zhì)熱解階段，分別經(jīng)過(guò)干燥清灰爐、次中溫?zé)峤鉅t、中溫?zé)峤鉅t，其中干燥清灰爐排出的廢氣經(jīng)凈化后放散，次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)；產(chǎn)品采收出料階段次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t產(chǎn)生的熱解氣在煤氣風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存；熱解后的生物質(zhì)進(jìn)入生物質(zhì)焦炭冷卻爐進(jìn)行汽化冷卻，最終形成生物質(zhì)焦炭成品。所述生物質(zhì)熱解階段是將生物質(zhì)熱解過(guò)程從裝置上分為三個(gè)階段，在三個(gè)不同的裝置中進(jìn)行，依次包括如下步驟第一階段為干燥清灰階段生物質(zhì)破碎成型后在干燥清灰爐進(jìn)行干燥清灰，干燥介質(zhì)為載熱球加熱爐排出的低溫?zé)釤煔?，傳熱方式為順流式?duì)流傳熱，熱煙氣在干燥清灰爐中放熱后攜帶生物質(zhì)中蒸發(fā)出的水蒸氣及粉塵形成廢氣排出，并經(jīng)煙氣凈化器凈化后，由廢氣引風(fēng)機(jī)形成排煙排入大氣；第二階段為次中溫?zé)峤怆A段干燥后的生物質(zhì)進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t，并在次中溫條件下熱解，次中溫加熱爐中采用一定粒徑的惰性固體載熱球做為載熱質(zhì)對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加熱；惰性固體載熱球在惰性球加熱爐中被來(lái)自熱風(fēng)爐的高溫?zé)煔饧訜岬揭?guī)定的溫度后，進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t主體段的混料器與生物質(zhì)混合傳熱，惰性固定載熱球球體與生物質(zhì)順流流動(dòng)，二者先快速傳熱，后溫和傳熱，傳熱方式以輻射及接觸導(dǎo)熱為主，使熱解溫度相對(duì)恒定于規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，以提高液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率；放熱降溫后的載熱球與生物質(zhì)分離，并輸送回?zé)犸L(fēng)爐進(jìn)行再熱，以循環(huán)利用；次中溫加熱爐下部設(shè)計(jì)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)生物質(zhì)及載熱質(zhì)進(jìn)行分離；次中溫?zé)峤怆A段產(chǎn)生的熱解氣體在煤氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓作用下引出，次中溫?zé)峤鈿鈶B(tài)產(chǎn)物不再經(jīng)過(guò)中溫?zé)峤鈪^(qū)，而是直接進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存，次中溫?zé)峤獗苊饬藷峤猱a(chǎn)物通過(guò)高溫區(qū)發(fā)生二次裂解，以獲得較高的液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率；第三階段為中溫?zé)峤怆A段次中溫?zé)峤夂蟮纳镔|(zhì)進(jìn)入中溫?zé)峤鉅t進(jìn)行進(jìn)一步熱解，所述中文熱解爐中采用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔庾鰹檩d熱質(zhì)，載熱質(zhì)與生物質(zhì)逆流換熱，由于生物質(zhì)中溫?zé)峤庑枰臒崃坎欢啵赃M(jìn)入熱解煤氣的熱煙氣量不多；中溫?zé)峤怆A段產(chǎn)生的熱解氣也在煤氣風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有本發(fā)明將生物質(zhì)的熱解過(guò)程分為三個(gè)階段，即干燥階段、液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率高發(fā)階段、深度熱解階段，并將三個(gè)階段分別在三個(gè)不同的設(shè)備中完成，并采用不同的載熱質(zhì)，其目的是實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用(低質(zhì)低用、高質(zhì)高用)，以及產(chǎn)品的分區(qū)排放，分類處理，不但大大提高生物制熱解產(chǎn)品品質(zhì)，而且大大簡(jiǎn)化后期處理工藝，降低處理成本。本發(fā)明三個(gè)不同的階段各自有其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。I)干燥清灰階段的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有兩方面
(I)生物質(zhì)干燥產(chǎn)生的水蒸氣及干燥用煙氣直接排入大氣，不進(jìn)入熱解煤氣，不但大幅度提高煤氣的品質(zhì)，也大大降低了煤氣處理設(shè)備投資及風(fēng)機(jī)功率消耗。由于生物質(zhì)干燥需要的能量占熱解總能量的40%以上，所以干燥所用的大量煙氣及干燥出的水蒸氣排入大氣，對(duì)提高煤氣熱值效果非常明顯。(2)該階段可以利用煙氣的清掃作用清除生物質(zhì)間的無(wú)機(jī)及有機(jī)粉塵，大幅度降低煤氣除塵負(fù)荷，同時(shí)可以大幅度降低生物焦油中的含塵量，從根本上改善生物焦油品質(zhì)，對(duì)生物焦油深加工具有非常重要的意義。2)次中溫?zé)峤怆A段的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有兩方面(I)采用固體載熱質(zhì)加熱生物質(zhì)，與氣體載熱相比大幅度降低熱解煤氣中惰性氣體的含量，為生物質(zhì)熱解氣液化或燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)創(chuàng)造良好條件。(2)與間接加熱熱解工藝相比，固體載熱質(zhì)以輻射及接觸傳導(dǎo)為主要傳熱方式，傳熱效率高，設(shè)備緊湊，熱效率及生產(chǎn)率都會(huì)有所提高。3)中溫?zé)峤怆A段的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有兩方面(I)由于經(jīng)過(guò)次中溫?zé)峤怆A段的生物質(zhì)存在大量的內(nèi)部空隙，所以內(nèi)部熱解進(jìn)程加快，采用氣體載熱質(zhì)，可以利用氣體的吹掃作用提高內(nèi)部氣體的攜帶速度，以便提高液體
產(chǎn)品產(chǎn)率。(2)氣體對(duì)流速度較快，可以強(qiáng)化生物質(zhì)孔隙內(nèi)部對(duì)流傳熱及傳質(zhì)，最終提高熱解速度。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明所述氣固聯(lián)合載熱生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及方法的流程圖。圖中，生物質(zhì)破碎設(shè)備——I，生物質(zhì)成型機(jī)——2，干燥清灰爐——3，次中溫?zé)峤鉅t——4，中溫?zé)峤鉅t——5，生物質(zhì)焦炭冷卻爐——6，熱風(fēng)爐——7，惰性球加熱爐——8，熱解氣處理系統(tǒng)——9，煙氣凈化器——10,煤氣風(fēng)機(jī)——11，熱煙氣風(fēng)機(jī)——12，廢氣引風(fēng)機(jī)——13。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。參看圖1，一種氣固聯(lián)合載熱生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及方法的流程圖。一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，包括生物質(zhì)原料整備設(shè)備、生物質(zhì)熱解設(shè)備、產(chǎn)品采收設(shè)備和廢氣處理設(shè)備，生物質(zhì)熱解設(shè)備包括干燥清灰爐3、次中溫?zé)峤鉅t4和中溫?zé)峤鉅t5，生物質(zhì)熱解時(shí)先后分別進(jìn)入所述三個(gè)設(shè)備分區(qū)熱解。所述的次中溫?zé)峤鉅t3可以采用惰性固體物作為載熱質(zhì)。所述的生物質(zhì)原料整備設(shè)備包括生物質(zhì)破碎設(shè)備I和生物質(zhì)成型機(jī)2，生物質(zhì)破碎設(shè)備是粉碎機(jī)或磨碎機(jī)；所述次中溫?zé)峤鉅t采用惰性固體球作為載熱質(zhì)；所述生物質(zhì)熱解設(shè)備還包括熱風(fēng)爐7、載熱球加熱爐8、熱煙氣風(fēng)機(jī)12和輸送煙氣的相應(yīng)風(fēng)管，熱風(fēng)爐通過(guò)輸出風(fēng) 管連接中溫?zé)峤鉅t5和惰性載熱球加熱爐8 ;惰性載熱球加熱爐8中的惰性球加熱后通過(guò)惰性球加熱爐8和次中溫?zé)峤鉅t4之間的輸送道進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t4，降溫后的惰性固定球通過(guò)輸送道回到惰性載球加熱爐8 ;惰性載熱球加熱爐8和干燥清灰爐之間3設(shè)有輸送低溫?zé)煔獾娘L(fēng)管，該風(fēng)管上設(shè)有熱煙氣風(fēng)機(jī)12以加壓低溫?zé)煔膺M(jìn)入干燥清灰爐3 ;所述產(chǎn)品采收設(shè)備包括熱解氣處理系統(tǒng)9、儲(chǔ)氣柜和生物質(zhì)焦炭冷卻爐6 ;熱解氣處理系統(tǒng)包括降溫除塵設(shè)備和除焦油、木醋液設(shè)備；熱解氣處理系9統(tǒng)的輸入風(fēng)管分別與次中溫?zé)峤鉅t4和中溫?zé)峤鉅t5相連接,輸出風(fēng)管與儲(chǔ)氣柜相連接,其中輸出風(fēng)管上設(shè)有煤氣風(fēng)機(jī)11 ;熱解氣處理系統(tǒng)還設(shè)有排除木焦油和木醋液的管道；廢氣處理設(shè)備包括煙氣凈化器10，煙氣凈化器10輸入風(fēng)管和干燥清灰爐3相連接，輸出風(fēng)管和排煙裝置相連接，其中輸出風(fēng)管上設(shè)置廢氣引風(fēng)機(jī)13。次中溫?zé)峤鉅t4下部設(shè)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)次中溫?zé)峤鉅t中放熱后的惰性固體載熱球與生物質(zhì)原料進(jìn)行分離。次中溫?zé)峤鉅t4中的固體球具有一定粒徑。I)、生物質(zhì)流程生物質(zhì)原料首先進(jìn)入所述生物質(zhì)破碎設(shè)備I進(jìn)行破碎。破碎后的生物質(zhì)進(jìn)入所述生物質(zhì)成型機(jī)2按規(guī)定的粒徑及形狀成型。成型后的生物質(zhì)進(jìn)入所述干燥清灰爐3進(jìn)行干燥清灰，干燥介質(zhì)為所述載熱球加熱爐8排出的低溫?zé)釤煔猓瑐鳠岱绞綖轫樍魇綄?duì)流傳熱。干燥后生物質(zhì)進(jìn)入所述次中溫?zé)峤鉅t4，并在次中溫條件下熱解，所述次中溫?zé)峤鉅t4中采用一定粒徑的惰性固體球做為載熱質(zhì)對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加熱，傳熱方式以輻射及接觸導(dǎo)熱為主，所述次中溫?zé)峤鉅t4下部設(shè)計(jì)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)生物質(zhì)及載熱質(zhì)進(jìn)行分離，次中溫?zé)峤獾哪康氖潜苊鉄峤猱a(chǎn)物通過(guò)高溫區(qū)發(fā)生二次裂解，以便獲得較高的液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率。次中溫?zé)峤夂蟮纳镔|(zhì)進(jìn)入所述中溫?zé)峤鉅t5進(jìn)行進(jìn)一步熱解，所述中溫?zé)峤鉅t5中采用所述熱風(fēng)爐7產(chǎn)生的高溫?zé)煔庾鰹檩d熱質(zhì)，載熱質(zhì)與生物質(zhì)逆流換熱，由于生物質(zhì)中溫?zé)峤庑枰臒崃坎欢?，所以進(jìn)入熱解煤氣的熱煙氣量不多。中溫?zé)峤夂蟮纳镔|(zhì)進(jìn)入所述生物質(zhì)焦炭冷卻6爐進(jìn)行汽化冷卻，最終形成生物質(zhì)焦炭成品。2)、載熱質(zhì)(煙氣及載熱球)流程所述熱風(fēng)爐7通過(guò)燃料燃燒產(chǎn)生的熱煙氣分成兩路，一路進(jìn)入所述中溫?zé)峤鉅t5做為載熱質(zhì)加熱生物質(zhì)，并最終進(jìn)入生物質(zhì)熱解氣中。另一路進(jìn)入所述載熱球加熱爐8對(duì)載熱球進(jìn)行加熱，在所述載熱球加熱爐8中放熱降溫后后的煙氣經(jīng)所述熱煙氣風(fēng)機(jī)12加壓后進(jìn)入所述干燥清灰爐3干燥生物質(zhì)，熱煙氣在所述干燥清灰爐3中放熱后攜帶生物質(zhì)中蒸發(fā)出的水蒸氣及粉塵形成廢氣排出，并經(jīng)所述煙氣凈化器10除塵后，由所述廢氣引風(fēng)機(jī)13排入大氣。
固體載熱球在所述載熱球加熱爐8被熱煙氣加熱到規(guī)定的溫度后進(jìn)入所述次中溫?zé)峤鉅t4的混料器與生物質(zhì)混合，然后進(jìn)入所述次中溫?zé)峤鉅t4主體段進(jìn)行傳熱，放熱降溫后的載熱球與生物質(zhì)分離，并輸送回所述載熱球加熱爐8進(jìn)行再熱，并循環(huán)利用。3)熱解氣流程所述次中溫?zé)峤鉅t4及所述中溫?zé)峤鉅t5中的生物質(zhì)熱解后，產(chǎn)生的熱解氣在所述煤氣風(fēng)機(jī)11作用下進(jìn)入所述熱解氣處理系統(tǒng)9進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存。結(jié)合以上說(shuō)明，本發(fā)明具有以下綜合效果I)、提高能量利用效率方面的效果 (I)在本發(fā)明系統(tǒng)的能量流里，熱煙氣的高溫?zé)崃坑糜跓峤獾母邷貐^(qū)，低溫?zé)崃坑糜跓峤膺^(guò)程的低溫區(qū)(干燥區(qū))，實(shí)現(xiàn)了熱能的梯級(jí)利用(高質(zhì)高用，低質(zhì)低用)，能量利用方案更加合理，能量利用效率大幅度提高。(2)在本發(fā)明系統(tǒng)中，干燥階段排煙溫度較低(110°C左右)，干燥用煙氣排煙溫度遠(yuǎn)低于普通的下吸式系統(tǒng)的排煙溫度(普通下吸式系統(tǒng)的排煙溫度一般在500°C以上)，所以本發(fā)明系統(tǒng)的排煙損失大幅度降低，熱效率大幅度提高。2)、提聞熱解廣品品質(zhì)方面的效果(I)在本發(fā)明系統(tǒng)中，由于進(jìn)入熱解氣的煙氣量及水蒸汽量大幅度減少，所以熱解煤氣的純度大幅度提高，使煤氣利用效率大幅度提高，也為煤氣深加工或燃?xì)庋h(huán)創(chuàng)造了有利條件。(2)在本發(fā)明系統(tǒng)中，干燥階段具有清除粉塵的作用，所以焦油中含塵量大幅度降低，焦油品質(zhì)大幅度提高，為焦油深加工創(chuàng)造了十分有利的條件。(3)在本發(fā)明系統(tǒng)中，干燥階段具有清除粉塵的作用，使生物質(zhì)焦炭中的灰分降低，焦炭質(zhì)量達(dá)到更高的品質(zhì)。3)、提高熱解產(chǎn)品產(chǎn)率方面的效果在本發(fā)明系統(tǒng)中，次中溫?zé)峤鈪^(qū)與中溫?zé)峤鈪^(qū)進(jìn)行物理分區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)煤氣由焦油產(chǎn)生速度最高的區(qū)域引出，避免焦油長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)高溫區(qū)發(fā)生二次裂解，液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率大幅度提聞。4)、降低氣態(tài)產(chǎn)物處理系統(tǒng)投資及動(dòng)力消耗方面的效果在本發(fā)明系統(tǒng)中，由于進(jìn)入熱解氣的煙氣量及水蒸汽量大幅度減少，降低了熱解氣的后期處理系統(tǒng)的投資及動(dòng)力消耗。5)、提高產(chǎn)品能級(jí)及降低熱解產(chǎn)物深加工成本方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)由于煤氣純度提高，生物質(zhì)焦炭含灰量及焦油、木醋液含塵量降低，熱解產(chǎn)品能級(jí)得到較大程度提高，熱解產(chǎn)物深加工成本降低。需要注意的是，盡管本發(fā)明已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說(shuō)明，但是并不意味著本發(fā)明限于這些描述的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中衍生出許多不同的變體，它們都將覆蓋于本發(fā)明權(quán)利要求的真實(shí)精神和范圍中。本發(fā)明的實(shí)施例有較佳的實(shí)施性，且并非對(duì)本發(fā)明作任何形式的限制，任何熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容變更或修飾為等同的有效實(shí)施例，但凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改或等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，包括生物質(zhì)原料整備設(shè)備、生物質(zhì)熱解設(shè)備、產(chǎn)品采收設(shè)備和廢氣處理設(shè)備，其特征在于生物質(zhì)熱解設(shè)備包括干燥清灰爐、次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t，生物質(zhì)熱解時(shí)先后分別進(jìn)入所述三個(gè)設(shè)備分區(qū)熱解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，其特征在于所述的次中溫?zé)峤鉅t采用惰性固體物作為載熱質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，其特征在于所述的生物質(zhì)原料整備設(shè)備包括生物質(zhì)破碎設(shè)備和生物質(zhì)成型機(jī)，生物質(zhì)破碎設(shè)備是粉碎機(jī)或磨碎機(jī)；所述次中溫?zé)峤鉅t采用惰性固體載熱球作為載熱質(zhì)；所述生物質(zhì)熱解設(shè)備還包括熱風(fēng)爐、惰性球加熱爐、熱煙氣風(fēng)機(jī)和輸送煙氣的相應(yīng)風(fēng)管，熱風(fēng)爐通過(guò)輸出風(fēng)管連接中溫?zé)峤鉅t和惰性載熱球加熱爐；惰性載熱球加熱爐中的惰性球加熱后通過(guò)惰性載熱球加熱爐和次中溫?zé)峤鉅t之間的輸送道進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t，降溫后的惰性固定球通過(guò)輸送道回到惰性載熱球加熱爐；惰性球加熱爐和干燥清灰爐之間設(shè)有輸送低溫?zé)煔獾娘L(fēng)管，該風(fēng)管上設(shè)有熱煙氣風(fēng)機(jī)以加壓低溫?zé)煔膺M(jìn)入干燥清灰爐；所述產(chǎn)品采收設(shè)備包括熱解氣處理系統(tǒng)、儲(chǔ)氣柜和生物質(zhì)焦炭冷卻爐；熱解氣處理系統(tǒng)包括降溫除塵設(shè)備和除焦油、木醋液設(shè)備；熱解氣處理系統(tǒng)的輸入風(fēng)管分別與次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t相連接，輸出風(fēng)管與儲(chǔ)氣柜相連接，其中輸出風(fēng)管上設(shè)有煤氣風(fēng)機(jī)；熱解氣處理系統(tǒng)還設(shè)有排除木焦油和木醋液的管道；廢氣處理設(shè)備包括煙氣凈化器，煙氣凈化器輸入風(fēng)管和干燥清灰爐相連接，輸出風(fēng)管和排煙裝置相連接，其中輸出風(fēng)管上設(shè)置廢氣引風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，其特征在于所述的次中溫?zé)峤鉅t下部設(shè)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)次中溫?zé)峤鉅t中放熱后的惰性固體載熱球與生物質(zhì)原料進(jìn)行分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，其特征在于所述次中溫?zé)峤鉅t中所述的惰性固體物或固體球具有一定粒徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)，其特征在于所述次中溫?zé)峤鉅t中所述的惰性固體物或固體球具有一定粒徑。
7.一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述方法包括原料整備進(jìn)料階段、生物質(zhì)熱解階段與產(chǎn)品采收出料階段，依次包括以下步驟 原料整備進(jìn)料階段生物質(zhì)原料首先進(jìn)入所述生物質(zhì)破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后的生物質(zhì)進(jìn)入所述生物質(zhì)成型機(jī)按規(guī)定的粒徑及形狀進(jìn)行原料成型； 生物質(zhì)熱解階段成型后的生物質(zhì)進(jìn)入生物質(zhì)熱解階段，分別經(jīng)過(guò)干燥清灰爐、次中溫?zé)峤鉅t、中溫?zé)峤鉅t，其中干燥清灰爐排出的廢氣經(jīng)凈化后放散，次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)； 產(chǎn)品采收出料階段次中溫?zé)峤鉅t和中溫?zé)峤鉅t產(chǎn)生的熱解氣在煤氣風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存；熱解后的生物質(zhì)進(jìn)入生物質(zhì)焦炭冷卻爐進(jìn)行汽化冷卻，最終形成生物質(zhì)焦炭成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)使用方法，其特征在于所述的生物質(zhì)熱解階段是將生物質(zhì)熱解過(guò)程從裝置上分為三個(gè)階段，在三個(gè)不同的裝置中進(jìn)行，依次包括以下步驟 第一階段為干燥清灰階段生物質(zhì)破碎成型后在干燥清灰爐進(jìn)行干燥清灰，干燥介質(zhì)為載熱球加熱爐排出的低溫?zé)釤煔?，傳熱方式為順流式?duì)流傳熱，熱煙氣在干燥清灰爐中放熱后攜帶生物質(zhì)中蒸發(fā)出的水蒸氣及粉塵形成廢氣排出，并經(jīng)煙氣凈化器凈化后，由廢氣引風(fēng)機(jī)形成排煙排入大氣； 第二階段為次中溫?zé)峤怆A段干燥后的生物質(zhì)進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t，并在次中溫條件下熱解，次中溫加熱爐中采用一定粒徑的惰性固體載熱球做為載熱質(zhì)對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加熱；惰性固體載熱球在惰性球加熱爐中被來(lái)自熱風(fēng)爐的高溫?zé)煔饧訜岬揭?guī)定的溫度后，進(jìn)入次中溫?zé)峤鉅t主體段的混料器與生物質(zhì)混合傳熱，惰性固定載熱球球體與生物質(zhì)順流流動(dòng)，二者先快速傳熱，后溫和傳熱，傳熱方式以輻射及接觸導(dǎo)熱為主，使熱解溫度相對(duì)恒定于規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，以提高液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率；放熱降溫后的載熱球與生物質(zhì)分離，并輸送回?zé)犸L(fēng)爐進(jìn)行再熱，以循環(huán)利用；次中溫加熱爐下部設(shè)計(jì)有球體生物質(zhì)分離裝置，對(duì)生物質(zhì)及載熱質(zhì)進(jìn)行分離；次中溫?zé)峤怆A段產(chǎn)生的熱解氣體在煤氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓作用下引出，次中溫?zé)峤鈿鈶B(tài)產(chǎn)物不再經(jīng)過(guò)中溫?zé)峤鈪^(qū)，而是直接進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存，次中溫?zé)峤獗苊饬藷峤猱a(chǎn)物通過(guò)高溫區(qū)發(fā)生二次裂解，以獲得較高的液態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)率； 第三階段為中溫?zé)峤怆A段次中溫?zé)峤夂蟮纳镔|(zhì)進(jìn)入中溫?zé)峤鉅t進(jìn)行進(jìn)一步熱解，所述中文熱解爐中采用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔庾鰹檩d熱質(zhì)，載熱質(zhì)與生物質(zhì)逆流換熱，由 于生物質(zhì)中溫?zé)峤庑枰臒崃坎欢?，所以進(jìn)入熱解煤氣的熱煙氣量不多；中溫?zé)峤怆A段產(chǎn)生的熱解氣也在煤氣風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入熱解氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除塵、除焦油及木醋液等，最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜儲(chǔ)存。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣固聯(lián)合生物質(zhì)分區(qū)控速熱解系統(tǒng)及其使用方法，本發(fā)明的主要特征是將生物質(zhì)熱解過(guò)程從裝置上分為三個(gè)階段，第一階段為干燥清灰階段，采用低溫?zé)煔庾鳛檩d熱質(zhì)，廢氣全部放散；第二階段為次中溫?zé)峤怆A段，采用惰性固體球作為載熱質(zhì)，主要目的是減少進(jìn)入熱解氣中的煙氣量，同時(shí)避免焦油在高溫區(qū)二次裂解，以便提高液體產(chǎn)品的產(chǎn)率；第三階段為中溫?zé)峤怆A段，采用高溫?zé)煔庾鳛檩d熱質(zhì)，采用對(duì)流方式強(qiáng)化生物質(zhì)內(nèi)部孔隙中的傳質(zhì)及傳熱。本發(fā)明具有以下綜合效果熱解產(chǎn)品品質(zhì)大幅度提高，系統(tǒng)熱效率大幅度提高，煤氣處理設(shè)備簡(jiǎn)化，煤氣處理動(dòng)力消耗大幅度下降。
文檔編號(hào)C10B49/10GK103013542SQ20121051689
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者王子兵, 李立新, 褚麗珍 申請(qǐng)人:王子兵, 李立新, 褚麗珍