生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法。該方法包括將生物質(zhì)通過(guò)臥式爐排爐微波熱解裝置進(jìn)行微波熱解，所得氣相產(chǎn)物熱解氣經(jīng)過(guò)濾和冷凝獲得生物油和可燃?xì)?。空氣?jīng)與高溫活性炭換熱升溫后，用于對(duì)原料進(jìn)行干燥處理。該裝置采用微波輻射加熱，臥式爐排爐輸送，原料無(wú)需破碎成細(xì)小顆粒，熱解過(guò)程無(wú)需載氣，既提高可燃?xì)獾漠a(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)效果，又避免生物炭顆粒進(jìn)入熱解氣中，提高了生物油的品質(zhì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)資源利用領(lǐng)域，具體涉及生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)消耗了越來(lái)越多的能源，造成化石資源日益枯竭。我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中85%以上為煤、石油、天然氣等化石能源，化石能源的大量使用，一方面產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，比如溫室效應(yīng)、酸雨、霧霾等；另一方面，我國(guó)每年需進(jìn)口大量的石油和天然氣，不僅花費(fèi)大量外匯，而且能源安全存在隱患。新能源可以緩解能源供應(yīng)緊張的局面，還可以實(shí)現(xiàn)CO2等溫室氣體的零排放，進(jìn)而減輕日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，也可以減少造成酸雨的SOx和NOx的排放。因此，發(fā)展和利用新能源關(guān)系到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]新能源是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式，如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、核能和生物質(zhì)能等。其中生物質(zhì)能有其特有的優(yōu)越性:無(wú)污染，生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的SOX和NOX較少，排放的二氧化碳相當(dāng)于生長(zhǎng)時(shí)吸收的二氧化碳，對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)；總量十分豐富，生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物每年產(chǎn)量高達(dá)7億噸，隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，生物質(zhì)資源還將更多。因此，大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能是我國(guó)解決環(huán)境問(wèn)題，改善能源結(jié)構(gòu)的重要措施之一。
[0004]近年來(lái)，生物質(zhì)快速熱裂解來(lái)制備生物質(zhì)燃料技術(shù)得到了迅猛地發(fā)展，該方法能夠?qū)⑸镔|(zhì)高效轉(zhuǎn)化為易儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、能量密度高的燃料。生物質(zhì)熱解是指生物質(zhì)在無(wú)氧或缺氧的條件下加熱 分解，最終生成生物炭、生物油和可燃?xì)獾倪^(guò)程。然而，傳統(tǒng)的生物質(zhì)熱解方式存在諸多缺點(diǎn)，比如難以做到對(duì)原料內(nèi)部直接進(jìn)行加熱，傳統(tǒng)的加熱方式只能由表及里地對(duì)原料進(jìn)行加熱，原料由于受熱不均而影響最終產(chǎn)物的產(chǎn)量和品質(zhì)，倘若實(shí)現(xiàn)對(duì)原料內(nèi)外均勻地加熱，便可以顯著地改善熱解工藝，提高技術(shù)水平；目前大多數(shù)工藝在熱解之前需要對(duì)原料進(jìn)行破碎處理，將大塊的物料破碎成為細(xì)小的顆粒，并且隨著破碎顆粒粒徑減小，加工費(fèi)用也急劇增加，由此造成生產(chǎn)成本的上升，倘若能夠?qū)崿F(xiàn)免破碎預(yù)處理的熱解工藝，便可以降低生產(chǎn)成本；此外，目前大多數(shù)熱解工藝的熱解裝置都需要載氣以實(shí)現(xiàn)床料流化和快速加熱，但是載氣的存在一方面會(huì)增加加熱和冷卻耗能，另一方面由于載氣會(huì)夾帶炭粒進(jìn)入產(chǎn)物中，降低了生物油的品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明一種生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置及方法。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置，該裝置將生物質(zhì)預(yù)處理裝置與油、炭、氣多聯(lián)產(chǎn)裝置連成一體；該裝置包括原料切割裝置、物料輸送帶、過(guò)濾網(wǎng)、遮雨蓋、料倉(cāng)、臥式爐排爐微波熱解裝置、第一旋轉(zhuǎn)式密封裝置、第二旋轉(zhuǎn)式密封裝置、多孔金屬過(guò)濾裝置、冷凝裝置、儲(chǔ)氣瓶、儲(chǔ)油罐、活性炭?jī)?chǔ)存箱、氣固換熱器；
[0007]原料切割裝置的上部設(shè)有入料口，底部安裝有物料輸送帶，并與料倉(cāng)連通；料倉(cāng)通過(guò)進(jìn)料密封器與臥式爐排爐微波熱解裝置相連，
[0008]臥式爐排爐微波熱解裝置的末端出口上部通過(guò)多孔金屬過(guò)濾裝置與冷凝裝置相連，末端出口下部通過(guò)出料密封器與氣固換熱器相連通；
[0009]氣固換熱器尾部連有活性炭?jī)?chǔ)存箱；冷凝裝置的上部出口連有儲(chǔ)氣瓶，下部出口連有儲(chǔ)油罐；泵將儲(chǔ)油罐內(nèi)的油壓送至冷凝裝置；風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣經(jīng)過(guò)氣固換熱器加熱后進(jìn)入物料輸送帶。
[0010]臥式爐排爐微波熱解裝置為熱解裝置，包括入料密封器、出料密封器、微波發(fā)生器、傳送帶裝置、外殼體；臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器，爐壁為隔絕微波的材料。
[0011]由入料口、原料切割裝置、物料輸送帶、過(guò)濾網(wǎng)、遮雨蓋、料倉(cāng)組成了原料處理系統(tǒng)，用于同時(shí)進(jìn)行原料切割和干燥處理。
[0012]原料為各種生物質(zhì)，包括農(nóng)田秸桿、草本植物、木料、水生植物、中藥煉制殘?jiān)⒗w維乙醇煉制殘?jiān)约捌渌祭械娜我环N或其任一組合。
[0013]本發(fā)明還提供了一種生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾姆椒?，該方法包括如下步驟: [0014]原料由入料口落入原料切割裝置內(nèi)，原料切割裝置的左端下部連接有物料輸送帶，物料輸送帶底部通入溫度較高的空氣，對(duì)物料進(jìn)行干燥處理，尾氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)排入大氣，物料進(jìn)入料倉(cāng)后再落入入料密封器的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著入料密封器的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有物料的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)物料繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，物料落入臥式爐排爐微波熱解裝置中，由此不斷循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)密封和入料；
[0015]落入臥式爐排爐微波熱解裝置的物料，受重力作用繼續(xù)落到傳送帶上，爐排爐微波熱解裝置的上端蓋的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器，物料隨傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中吸收微波使得溫度逐漸升高，進(jìn)而產(chǎn)生熱解氣體和活性炭；活性炭繼續(xù)隨傳送帶運(yùn)動(dòng)落入出料密封器的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著出料密封器的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有活性炭的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)生物炭繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，生物炭進(jìn)入氣固換熱器，最終進(jìn)入活性炭?jī)?chǔ)存箱，
[0016]空氣由氣側(cè)通過(guò)該氣固換熱器，加熱后得到的高溫空氣通入物料輸送帶底部；熱解過(guò)程產(chǎn)生的熱解氣通過(guò)嵌在臥式爐排爐微波熱解裝置右上部的多孔金屬過(guò)濾裝置，從冷凝裝置的側(cè)面底部進(jìn)入，油泵將儲(chǔ)油罐內(nèi)的低溫油送入冷凝裝置內(nèi)的噴油淋浴的管道中，噴出的霧狀油將熱解氣冷凝，在底部得到的生物油再次送回儲(chǔ)油罐，由此循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣的第一級(jí)冷凝；剩余未被冷凝的熱解氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器的細(xì)小通道時(shí)，由于慣性較大而附著于壁面進(jìn)而凝結(jié)下落回冷凝裝置的底部，由此實(shí)現(xiàn)第二級(jí)冷凝；不可冷凝的可燃?xì)庾詈筮M(jìn)入儲(chǔ)氣瓶，從而可以得到活性炭、生物油和可燃?xì)猓瑢?shí)現(xiàn)了多聯(lián)產(chǎn)。
[0017]有益效果:
[0018]1、臥式爐排爐微波熱解裝置為本發(fā)明的特色之一。使用微波可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)內(nèi)部的直接加熱，物料受熱均勻，加熱速率快，加熱溫度可以精確控制。該裝置對(duì)原料適應(yīng)能力強(qiáng)，反應(yīng)效果好，產(chǎn)品產(chǎn)率高。[0019]2、本發(fā)明的原料處理系統(tǒng)可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)原料的切割和干燥處理工作，原料不需要磨成細(xì)小顆粒，可以直接將大塊的生物質(zhì)投入，免去了復(fù)雜和昂貴的初加工過(guò)程，節(jié)約大量成本。
[0020]3、進(jìn)料和出料口都安裝有旋轉(zhuǎn)式裝密封裝置，防止了熱解氣的外漏。
[0021]4、由多孔金屬材料制造而成的多孔金屬過(guò)濾裝置，材料內(nèi)部形成大量空隙，可以有效地過(guò)濾掉熱解氣中夾雜的炭顆粒，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果好，易于清理。 [0022]5、冷凝裝置采用二級(jí)冷凝，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，而冷凝效果極佳。
[0023]6、氣固換熱器回收高溫活性炭的熱量，將空氣加熱后用于干燥物料，擁有節(jié)能減排的效果。
[0024]7、本發(fā)明的熱解過(guò)程無(wú)需載氣，既提高可燃?xì)獾漠a(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)的效果，又避免生物炭顆粒進(jìn)入熱解氣中，提高了產(chǎn)物的品質(zhì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法的工藝流程圖。
[0026]圖2是本發(fā)明生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法的臥式爐排爐微波熱解裝置。
[0027]圖3是本發(fā)明生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法的臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋及其微波發(fā)生器。
[0028]圖4a為本發(fā)明的臥式爐排爐微波熱解裝置8的主視圖。
[0029]圖4b為本發(fā)明的臥式爐排爐微波熱解裝置8俯視圖。
[0030]圖4c為本發(fā)明的臥式爐排爐微波熱解裝置8側(cè)視圖。
[0031]圖中虛線或?qū)嵕€標(biāo)示的小方格為本發(fā)明的臥式爐排爐微波熱解裝置8上安裝的微波發(fā)生器22。
[0032]其中，I為入料口、2為原料切割裝置、3為物料輸送帶、4為過(guò)濾網(wǎng)、5為遮雨蓋、6為料倉(cāng)、8為臥式爐排爐微波熱解裝置、7和9分別為入料密封器和出料密封器、10為多孔金屬過(guò)濾裝置、11為冷凝裝置、12為儲(chǔ)氣瓶、13為儲(chǔ)油罐、14為泵、15為噴油淋浴、16為旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器、17為電動(dòng)機(jī)、18為活性炭?jī)?chǔ)存箱、19為氣固換熱器、20為風(fēng)機(jī)、21為臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋、22為上端蓋內(nèi)側(cè)安裝的微波發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0034]參見(jiàn)圖1 一圖4c，本發(fā)明生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置與方法，將生物質(zhì)預(yù)處理裝置與油、炭、氣多聯(lián)產(chǎn)裝置連成一體；該裝置包括原料切割裝置2、物料輸送帶3、過(guò)濾網(wǎng)4、遮雨蓋5、料倉(cāng)6、臥式爐排爐微波熱解裝置8、第一旋轉(zhuǎn)式密封裝置7、第二旋轉(zhuǎn)式密封裝置9、多孔金屬過(guò)濾裝置10、冷凝裝置11、儲(chǔ)氣瓶12、儲(chǔ)油罐13、活性炭?jī)?chǔ)存箱18、氣固換熱器19。
[0035]原料切割裝置2的上部設(shè)有入料口 I，底部安裝有物料輸送帶3，并與料倉(cāng)6連通；料倉(cāng)6通過(guò)進(jìn)料密封器7與臥式爐排爐微波熱解裝置8相連，臥式爐排爐微波熱解裝置8的末端出口上部通過(guò)多孔金屬過(guò)濾裝置10與冷凝裝置11相連，末端出口下部通過(guò)出料密封器9與氣固換熱器19相連通。
[0036]氣固換熱器19尾部連有活性炭?jī)?chǔ)存箱18 ;冷凝裝置11的上部出口連有儲(chǔ)氣瓶12，下部出口連有儲(chǔ)油罐13 ;泵14將儲(chǔ)油罐13內(nèi)的油壓送至冷凝裝置11 ;風(fēng)機(jī)20驅(qū)動(dòng)空氣經(jīng)過(guò)氣固換熱器19加熱后進(jìn)入物料輸送帶3。
[0037]原料為各種生物質(zhì)，包括農(nóng)田秸桿、草本植物、木料、水生植物、中藥煉制殘?jiān)?、纖維乙醇煉制殘?jiān)约捌渌祭械娜我环N或其任一組合。僅需要將原料切割為較小尺寸，而不需要破碎碾磨，就可以進(jìn)行熱解反應(yīng)，免去復(fù)雜且昂貴的初加工過(guò)程。
[0038]熱解裝置為臥式爐排爐微波熱解裝置8，主要由入料密封器7、出料密封器9、微波發(fā)生器22、傳送帶裝置、外殼體等組成。臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器22，爐壁為隔絕微波的特殊材料。物料隨輸送帶進(jìn)入爐內(nèi)，固體殘?jiān)S輸送帶排出，通過(guò)控制微波發(fā)生器22發(fā)出的微波強(qiáng)度控制加熱溫度，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)傳送帶的速率控制加熱溫度和加熱時(shí)間。利用微波對(duì)原料內(nèi)部直接加熱，使得原料受熱均勻，加熱速率快， 加熱溫度可以精確控制。熱解過(guò)程中不需要載氣，排氣中幾乎不含炭顆粒，產(chǎn)物更加純凈，免去了傳統(tǒng)熱解方法的旋風(fēng)分離步驟。
[0039]原料處理系統(tǒng)由入料口 1、原料切割裝置2、物料輸送帶3、過(guò)濾網(wǎng)4、遮雨蓋5、料倉(cāng)6等組成，可以同時(shí)進(jìn)行原料切割和干燥處理。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)原料處理裝置2內(nèi)的螺旋葉輪攪拌和切割原料。切割后的原料通過(guò)物料輸送帶3進(jìn)至料倉(cāng)6，在此過(guò)程中通入高溫空氣對(duì)物料進(jìn)行干燥處理。
[0040]多孔金屬過(guò)濾裝置10由多孔金屬材料制造而成。該多孔金屬材料與普通的金屬網(wǎng)(僅由金屬制成網(wǎng)狀)有本質(zhì)區(qū)別，多孔金屬材料內(nèi)部存在大量均勻的空隙，可以有效地過(guò)濾掉熱解氣中夾雜的炭顆粒，并且易于維護(hù)，免去傳統(tǒng)工藝的旋風(fēng)分離步驟。
[0041]冷凝裝置11采用二級(jí)冷凝。該裝置包括:油泵14、噴油淋浴15、旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器16、電動(dòng)機(jī)17等組成。熱解氣由底部進(jìn)入冷凝裝置11，油泵14將溫度較低的生物油壓入噴油淋浴15，進(jìn)而將熱解氣冷卻，此為第一級(jí)冷凝；旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器16外形為圓柱體，內(nèi)部由下至上布滿(mǎn)細(xì)小的通道，并且在電動(dòng)機(jī)17的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，未被冷凝的熱解氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器16的細(xì)小通道時(shí)，由于慣性較大附著于壁面而凝結(jié)下落回冷凝裝置11的底部，此為第二級(jí)冷凝。
[0042]回收活性炭的余溫來(lái)加熱空氣。高溫活性炭經(jīng)過(guò)氣固換熱器18的固側(cè)被冷卻，空氣經(jīng)過(guò)氣側(cè)被加熱。得到的高溫空氣由物料輸送帶3的底部進(jìn)入，沿著輸送帶隨物料運(yùn)送過(guò)程中將物料干燥，最后經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)4排入大氣。
[0043]入料密封器7和出料密封器9都為旋轉(zhuǎn)式密封裝置。其外殼為圓柱體，內(nèi)部被由四片垂直布置的隔板分為四個(gè)容積相同的料倉(cāng)，隔板固定在中心軸上，電動(dòng)機(jī)通過(guò)中心軸帶動(dòng)隔板旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，入口每個(gè)時(shí)刻只能與一個(gè)料倉(cāng)相通，同時(shí)出口每個(gè)時(shí)刻也只能與另一個(gè)料倉(cāng)相通，而四個(gè)料倉(cāng)之間相互隔絕，由此可實(shí)現(xiàn)密封。
[0044]生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾姆椒?原料由入料口 I落入原料切割裝置2內(nèi)，原料切割裝置2的左端下部連接有物料輸送帶3，物料輸送帶3底部通入溫度較高的空氣，對(duì)物料進(jìn)行干燥處理，尾氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)4排入大氣，物料進(jìn)入料倉(cāng)6后再落入入料密封器7的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著入料密封器7的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有物料的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)物料繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，物料落入臥式爐排爐微波熱解裝置8中，由此不斷循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)密封和入料。落入臥式爐排爐微波熱解裝置8的物料，受重力作用繼續(xù)落到傳送帶上，臥式爐排爐微波熱解裝置的上端蓋21的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器22，物料隨傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中吸收微波使得溫度逐漸升高，進(jìn)而產(chǎn)生熱解氣體和活性炭?；钚蕴坷^續(xù)隨傳送帶運(yùn)動(dòng)落入出料密封器9的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著出料密封器9的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有活性炭的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)生物炭繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，生物炭進(jìn)入氣固換熱器19，最終進(jìn)入活性炭?jī)?chǔ)存箱18，空氣由氣側(cè)通過(guò)該氣固換熱器19，加熱后得到的高溫空氣通入物料輸送帶3底部。熱解過(guò)程產(chǎn)生的熱解氣通過(guò)嵌在臥式爐排爐微波熱解裝置8右上部的多孔金屬過(guò)濾裝置10，從冷凝裝置11的側(cè)面底部進(jìn)入，油泵14將儲(chǔ)油罐13內(nèi)的低溫油送入冷凝裝置11內(nèi)的噴油淋浴15的管道中，噴出的霧狀油將熱解氣冷凝，在底部得到的生物油再次送回儲(chǔ)油罐13，由此循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣的第一級(jí)冷凝；剩余未被冷凝的熱解氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器的細(xì)小通道時(shí)，由于慣性較大而附著于壁面進(jìn)而凝結(jié)下落回冷凝裝置的底部，由此實(shí)現(xiàn)第二級(jí)冷凝。不可冷凝的可燃?xì)庾詈筮M(jìn)入儲(chǔ)氣瓶12，從而可以得到活性炭、生物油和可燃?xì)?，?shí)現(xiàn)了多聯(lián)產(chǎn)的效果。
[0045]如圖2所示的本發(fā)明的臥式爐排爐微波熱解裝置8，其左上端的入料位置安裝有入料密封器7，右下端的出料位置安裝有出料密封裝置9，右上端安裝有多孔金屬過(guò)濾裝置10。采用不吸收微波的材料制成的輸送帶安裝在兩個(gè)帶輪上，并由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。爐壁為隔絕微波的特殊材料，可防止微波外泄，從而避免能量損失，亦避免對(duì)操作人員造成傷害。其上端蓋21如圖3所示，微波發(fā)生器22沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置在上端蓋21的內(nèi)側(cè)，共布置有三排微波發(fā)生器22，一排固定于上端蓋21內(nèi)側(cè)的最頂端，另外兩排對(duì)稱(chēng)地固定于上端蓋21內(nèi)側(cè)偏下位置，通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)和調(diào)整，將三排微波發(fā)生器22安裝于最佳角度，使得原料可以充分吸收微波，其三視圖如圖4所示。在運(yùn)行過(guò)程中，可以根據(jù)熱解需求改變微波發(fā)生器22發(fā)出的微波強(qiáng)度以及輸送帶的運(yùn)行速率。在熱解過(guò)程中不需要載氣，排氣中幾乎不含炭顆粒，產(chǎn)物更加純凈，免去了傳統(tǒng)熱解方法的旋風(fēng)分離步驟。
[0046]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置，其特征在于，該裝置將生物質(zhì)預(yù)處理裝置與油、炭、氣多聯(lián)產(chǎn)裝置連成一體；該裝置包括原料切割裝置(2)、物料輸送帶(3)、過(guò)濾網(wǎng)(4)、遮雨蓋(5)、料倉(cāng)(6)、臥式爐排爐微波熱解裝置(8)、第一旋轉(zhuǎn)式密封裝置(7)、第二旋轉(zhuǎn)式密封裝置(9)、多孔金屬過(guò)濾裝置(10)、冷凝裝置(11)、儲(chǔ)氣瓶(12)、儲(chǔ)油罐(13)、活性炭?jī)?chǔ)存箱(18)、氣固換熱器(19)； 原料切割裝置(2 )的上部設(shè)有入料口( I)，底部安裝有物料輸送帶(3 )，并與料倉(cāng)(6 )連通；料倉(cāng)(6)通過(guò)進(jìn)料密封器(7)與臥式爐排爐微波熱解裝置(8)相連， 臥式爐排爐微波熱解裝置(8)的末端出口上部通過(guò)多孔金屬過(guò)濾裝置(10)與冷凝裝置(11)相連，末端出口下部通過(guò)出料密封器(9)與氣固換熱器(19)相連通； 氣固換熱器(19)尾部連有活性炭?jī)?chǔ)存箱(18);冷凝裝置(11)的上部出口連有儲(chǔ)氣瓶(12)，下部出口連有儲(chǔ)油罐(13);泵(14)將儲(chǔ)油罐(13)內(nèi)的油壓送至冷凝裝置(11);風(fēng)機(jī)(20)驅(qū)動(dòng)空氣經(jīng)過(guò)氣固換熱器(19)加熱后進(jìn)入物料輸送帶(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置，其特征在于，臥式爐排爐微波熱 解裝置(8)為熱解裝置，包括入料密封器(7)、出料密封器(9)、微波發(fā)生器(22)、傳送帶裝置、外殼體；臥式爐排爐微波熱解裝置(8)的上端蓋的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器，爐壁為隔絕微波的特殊材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置，其特征在于，由入料口(I)、原料切割裝置(2)、物料輸送帶(3)、過(guò)濾網(wǎng)(4)、遮雨蓋(5)、料倉(cāng)(6)組成了原料處理系統(tǒng)，用于同時(shí)進(jìn)行原料切割和干燥處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾难b置，其特征在于，原料為各種生物質(zhì)，包括農(nóng)田秸桿、草本植物、木料、水生植物、中藥煉制殘?jiān)?、纖維乙醇煉制殘?jiān)约捌渌祭械娜我环N或其任一組合。
5.一種生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備生物油、活性炭和可燃?xì)獾姆椒?，其特征在于，該方法包括如下步驟: 原料由入料口( I)落入原料切割裝置(2 )內(nèi)，原料切割裝置(2 )的左端下部連接有物料輸送帶(3)，物料輸送帶(3)底部通入溫度較高的空氣，對(duì)物料進(jìn)行干燥處理，尾氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)(4 )排入大氣，物料進(jìn)入料倉(cāng)(6 )后再落入入料密封器(7 )的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著入料密封器(7)的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有物料的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)物料繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，物料落入臥式爐排爐微波熱解裝置(8)中，由此不斷循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)密封和入料； 落入臥式爐排爐微波熱解裝置(8)的物料，受重力作用繼續(xù)落到傳送帶上，臥式爐排爐微波熱解裝置(8)的上端蓋(21)的內(nèi)側(cè)沿物料運(yùn)動(dòng)方向均勻布置三排微波發(fā)生器(22)，物料隨傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中吸收微波使得溫度逐漸升高，進(jìn)而產(chǎn)生熱解氣體和活性炭；活性炭繼續(xù)隨傳送帶運(yùn)動(dòng)落入出料密封器(9)的一個(gè)料倉(cāng)中，隨著出料密封器(9)的運(yùn)轉(zhuǎn)，隔板不斷地旋轉(zhuǎn)，裝有活性炭的料斗轉(zhuǎn)離入口位置，此時(shí)生物炭繼續(xù)落入另一個(gè)料斗中，直到料斗轉(zhuǎn)至出口位置時(shí)，生物炭進(jìn)入氣固換熱器(19)，最終進(jìn)入活性炭?jī)?chǔ)存箱(18)， 空氣由氣側(cè)通過(guò)該氣固換熱器(19)，加熱后得到的高溫空氣通入物料輸送帶(3)底部；熱解過(guò)程產(chǎn)生的熱解氣通過(guò)嵌在臥式爐排爐微波熱解裝置(8)右上部的多孔金屬過(guò)濾裝置(10)，從冷凝裝置(11)的側(cè)面底部進(jìn)入，油泵(14)將儲(chǔ)油罐(13)內(nèi)的低溫油送入冷凝裝置(11)內(nèi)的噴油淋浴(15)的管道中，噴出的霧狀油將熱解氣冷凝，在底部得到的生物油再次送回儲(chǔ)油罐(13)，由此循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣的第一級(jí)冷凝；剩余未被冷凝的熱解氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式蒸汽冷凝器的細(xì)小通道時(shí)，由于慣性較大而附著于壁面進(jìn)而凝結(jié)下落回冷凝裝置的底部，由此實(shí)現(xiàn)第二級(jí)冷凝；不可冷凝的可燃?xì)庾詈筮M(jìn)入儲(chǔ)氣瓶(12)，從而可以得到活性炭、生物油和可燃?xì)猓瑢?shí) 現(xiàn)了多聯(lián)產(chǎn)。
【文檔編號(hào)】C10G1/00GK103923673SQ201410161166
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】張會(huì)巖, 褚軍濤, 肖睿 申請(qǐng)人:東南大學(xué)