專利名稱：生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法
技術領域：
本發明涉及一種生物質熱解液化技術，特別是一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法。
背景技術：
生物質包括各類農作物秸稈和其它農林殘余廢棄物等。生物質熱解液化是指在完全缺氧或氧含量很少的情況下生物質原料快速受熱而熱解為一種混合蒸汽以及少量的熱解炭粉，把混合蒸汽迅速冷凝而成為一種稱為生物油的初級液體燃料，而不能冷凝的那部分氣體稱為熱解可燃氣。生物質熱解液化設備可以分為兩大類一類是流化床式的，生物質顆粒和熱載體主要依靠氣流攜帶進行碰撞和混合，以實現動量交換和熱量傳遞，其優點是運動部件少、結構簡單、工作可靠和運行壽命長，但缺點是外加氣體不僅增加了加熱和冷卻的工藝能耗，還稀釋了不可冷凝熱解氣體，使之熱值下降而不利于使用；另一類是機械式的，生物質顆粒和熱載體主要依靠機械運動進行碰撞和混合，以實現動量交換和熱量傳遞，其優點是不需要或極少需要外加氣體，減少了工藝能耗和避免了稀釋熱解不可冷凝氣體，但缺點是反應器內有運動部件、結構復雜、工作可靠性和運行壽命難以得到保證。
綜合來講，現有的生物質熱解液化設備主要存在以下幾個缺點1)系統化程度不高，既生物質熱解液化設備僅僅局限于生物油產率的提高，而對熱解副產物即熱解炭粉和熱解可燃氣的利用率很低；2)能源利用效率不高，很多設備需要外部的電能和熱能，從而造成對能源的浪費，并且導致運行成本過高；3)功能單一，很多設備只能實現生物質熱解產生物油的功能，而不具備對原料的預處理和設備運行的一些保護功能，因而設備不能長時間連續運行。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是旨在克服上述現有技術之不足，提供一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，它既能夠對生物質熱解液化過程中的三種產物進行綜合利用，而且又對其產物熱解炭粉實現了二次綜合利用，從而達到物盡其用、減少污染、提高能源利用率，降低設備運行成本的目的。
其技術方案是一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，其特征在于1)生物質熱解液化過程中的三種產物的綜合利用A、通過氣固分離器將從熱解床中出來的混合物中的熱載體和熱解炭粉分離出來，熱載體和熱解炭粉再經一分離器分離后，熱載體則被直接送入燃燒床內進一步加熱；而熱解炭粉由鼓風機將其吹送到燃燒床內，作為燃料進行流化燃燒以提供熱載體升溫需要的熱量；B、通過氣固分離器分離后所得到的混合氣體，通過結炭預防系統后進入冷凝器，經生物油噴淋，混合氣體中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，該被冷凝的生物油通過換熱器進入冷卻油罐，生物油被冷卻后又通過油泵進入冷凝器對混合氣體進行循環噴淋；混合氣體中不能冷凝的熱解可燃氣，則通過鼓風機將其吹送到熱解床內來實現對生物質和熱載體的流化，以實現生物質的熱解；富余的熱解可燃氣直接送入燃氣發電機燃燒發電。
2)熱解炭粉的二次綜合利用燃燒床中燃燒過的熱解炭粉被燃燒尾氣從燃燒床的高溫區中攜帶出來的過程中，利用燃燒尾氣的熱能實現對熱解床的加熱和保溫；然后，通過炭粉分離器將將燃燒尾氣中攜帶的燃燒過的炭粉分離出來，以作為農作物的有機肥料使用；最后，燃燒尾氣直接送入物料提升管，利用其熱能和動能實現對生物質原料烘干和把物料提升到熱解床；其技術效果是本發明的生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，不僅可以實現物盡其用、減少污染的目的，而且，可以實現生物質熱解液化設備在產熱值大于16MJ/KG的生物油的同時，還可以產氣發電和產有機肥料的三聯產的綜合效果；同時，該方法使能源的利用率得到了提高，設備的運行成本也隨之降低。熱解炭粉的回收燃燒、熱解可燃氣作為流化介質實現對生物質和熱載體充分混合和熱量傳遞、熱載體的換熱，以及利用富余的熱解可燃氣來發電和熱解炭粉的燃燒尾氣的利用，都提高了對能源的利用率，降低了設備的運行成本；另外，采用該方法來構思和設計生物質熱解液化設備，可使設備的布局更合理、更科學，有利于實現生物質熱解液化設備的產業化及控制自動化。


圖1為本發明的工藝設備流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，從燃燒床10過來的燃燒尾氣攜帶著熱載體和燃燒過的熱解炭粉混合物，利用熱載體分離器11把熱載體分離出來，熱載體通過進料定量器81進入熱解床8，而燃燒尾氣繼續通過炭粉分離器5把炭粉分離出來，分離出來的炭粉通過成型機械6壓制成有機肥料，最后燃燒尾氣通過烘干提升管4，利用燃燒尾氣的溫度和動量把從料斗2中下來的生物質原料1烘干并提升到熱解床8中的料斗82中，再經料定量器83進入熱解床8，從而實現對原料的提升和烘干。
從熱解床中出來的混合物中的熱解炭粉和熱載體混合物，經氣固分離器9分離出來，通過熱解炭粉和熱載體分離器12再一次分離后，熱解炭粉由鼓風機28將其吹送到燃燒床10內，作為燃料進行流化燃燒；而熱載體則被直接送入燃燒床內進一步加熱，然后隨燃燒尾氣和燃燒過的熱解炭粉混合物一起通過內嵌的熱解床，再重復上述的分離過程并實現各自的功能作用。
通過氣固分離器分離后所得到的混合氣體，通過結炭預防系統13后進入冷凝器14，而生物油通過油泵19對混合氣體進行順逆流綜合噴淋，混合氣體中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，該被冷凝的生物油通過換熱器16進入冷卻油罐15，冷卻后的生物油又通過油泵19對進入冷凝器的混合氣體進行循環噴淋。冷卻油罐中多余的生物油通過小顆粒炭粉分離器23把混合在生物油里面的小顆粒炭粉分離出來，這樣生物油就可以輸送到儲油罐(24)中而進一步作為燃料油使用了。混合氣體中不能冷凝的熱解可燃氣是一種中性熱值的氣體，并且不含氧氣，可以作為生物質熱解的反應環境。因此，通過鼓風機18將其吹送到熱解床8內，實現對從進料定量器83過來的生物質原料和熱載體的流化，從而實現生物質原料的熱解。富余的熱解可燃氣直接送入燃氣發電機20燃燒發電。發電機所產生的電能可供設備運行使用，富余的電能還可以上交國家電網。
權利要求
1.一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，其特征在于1)生物質熱解液化過程中的三種產物的綜合利用A、通過氣固分離器(9)將從熱解床中出來的混合物中的熱載體和熱解炭粉分離出來，熱載體和熱解炭粉再經一分離器(12)分離后，熱載體則被直接送入燃燒床(10)內進一步加熱；而熱解炭粉由鼓風機(28)將其吹送到燃燒床內，作為燃料進行流化燃燒以提供熱載體升溫需要的熱量；B、通過氣固分離器(0)分離后所得到的混合氣體，通過結炭預防系統(13)后進入冷凝器(14)，經生物油噴淋，混合氣體中可冷凝的蒸汽部分即冷凝成生物油，該被冷凝的生物油通過換熱器(16)進入冷卻油罐，生物油被冷卻后又通過油泵(19)進入冷凝器對混合氣體進行循環噴淋；混合氣體中不能冷凝的熱解可燃氣，則通過鼓風機(18)將其吹送到熱解床(8)內來實現對生物質和熱載體的流化，以實現生物質的熱解；富余的熱解可燃氣直接送入燃氣發電機(20)燃燒發電；2)熱解炭粉的二次綜合利用燃燒床中燃燒過的熱解炭粉被燃燒尾氣從燃燒床(10)的高溫區中攜帶出來的過程中，利用燃燒尾氣的熱能實現對熱解床(8)的加熱和保溫；然后，通過炭粉分離器(5)將燃燒尾氣中攜帶的燃燒過的炭粉分離出來，以作為農作物的有機肥料使用；最后，燃燒尾氣直接送入物料提升管(4)，利用其熱能和動能實現對生物質原料烘干和把物料提升到熱解床(8)；
2.根據權利要求1所述的一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，其特征在于所述的熱解床(8)內嵌在燃燒床(10)上。
3.根據權利要求1所述的一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，其特征在于所述的混合氣體進入冷凝器(14)噴淋，為順逆流綜合噴淋。
4.根據權利要求1所述的一種生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法，其特征在于所述的燃燒床(10)和熱解床(8)的進料系統是通過定量進料器加流化介質的提升來實現對進料的定量控制和實現原料的流化。
全文摘要
生物質熱解液化過程中的產物綜合利用的方法屬生物質熱解液化技術領域。其要解決的技術問題對生物質熱解液化過程中的產物綜合利用，達到物盡其用、減少污染、提高能源利用率，降低設備運行成本的目的。其技術要點將生物質熱解液化物中的熱解炭粉分離出來，作為燃料進行流化燃燒；分離后的混合氣體中可冷凝的蒸汽部分經噴淋冷凝成生物油，冷卻后再作為冷凝劑對以后進入冷凝器的混合氣體進行噴淋；不能冷凝的熱解可燃氣，送入熱解床對生物質和熱載體進行流化和熱解；富余的熱解可燃氣作為燃氣發電機發電的動能。將燃燒尾氣中的熱載體和炭粉分離出來，分別作為熱交換體和肥料，燃燒尾氣作為生物質原料烘干的溫度和提升到熱解床的動能。
文檔編號C10B53/02GK101016467SQ20071002012
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者劉虎, 彭斌, 江業云, 孫自中, 陳水渺 申請人:安徽易能生物能源有限公司