专利名称：卧式生物质热裂解气化一体化设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卧式生物质热解气化一体化设备。
背景技术：
生物质焦油是热解和气化过程中产生的副产物，焦油主要为较大分子碳氢化合物 的集合体。焦油成分非常复杂，可以分析出的成分有100多种，还有很多成分难以确定，大 部分是苯的衍生物及多环芳烃。焦油的存在对于热解气化过程以及相关的设备都有较大的危害。首先，降低了利 用效率，焦油的能量一般占总能量的5% 15%，这部分能量难于被利用而被浪费；其次， 焦油在燃气输送过程中冷凝下来形成粘稠的液体，附着于管道和设备的壁面上，将造成管 道的堵塞；再者，焦油在燃烧时容易产生碳黑，造成污染并对燃气利用设备有严重的损害。 生物质焦油裂解就是，生物质焦油在催化剂的作用下，将焦油裂解为低分子燃气，不仅解决 了焦油的危害问题，而且可以提高燃气热值。生物质焦油催化裂解，既提高了气化效率，又 提高了合成气的利用价值，对发展和推广生物质高品位利用技术具有决定性意义。现有的生物质焦油热解技术中，焦油裂解反应器与生物质热解反应器共用同一个 不锈钢管，焦油裂解反应器置于热解反应器上部，生物质热解后通过其中亦放置了两个同 型号的热电偶以监测床温的裂解反应器进行催化裂解，该裂解反应器的加热方式、温控仪 与热解反应器相同。这种方式的焦油热解裂解装置采用两套加热装置，在一定程度上要消 耗大量的热能，同时热解气需要通过连接管道通入裂解催化剂床层，在此过程中会有一部 分的热损失，在节能方面存在一定的缺陷。
发明内容为克服现有技术的缺陷，本实用新型目的在于提供一种可使用生物质可燃气体同 时作为生物质热解和焦油裂解加热源的卧式生物质热裂解一体化设备。相对于天然气与石 油液化，生物质热解所生产的可燃气体具有成本低、燃烧清洁等优点，因此将燃烧生物质可 燃气体作为生物质热解和焦油裂解的加热源，可以降低运行成本较低，提高整个发生系统 的热效率。为了进一步提高加热效率，降低运行费用，本实用新型将生物质可燃气的燃烧装 置设计在生物质热解室外侧，使其燃烧所放出的热量能同时被热解室内的热解原料和催化 裂解室内的裂解催化剂床层吸收利用。为实现本实用新型的目的，提供一种卧式生物质热解气化一体化设备，包括热裂 解反应釜主体；该卧式生物质热裂解一体化设备还包括热解室，水平设置在该热裂解反 应釜主体中，在该热解室内部设置有螺旋推进装置，在该热解室一侧设置有进料斗，在该热 解室另一侧设置有水蒸气喷洒装置；催化裂解室，水平设置在该热裂解反应釜主体中并与 该热解室具有一定间隔，在该催化裂解室中设置有催化剂床层，该热解室的气体出口与该 催化裂解室连通以将该热解室中产生的热解气直接导入该催化剂床层，在该催化裂解室的
3一侧设置有燃气输出管；燃烧室，水平设置在该热裂解反应釜主体中并置于该热解室和该 催化裂解室之间，在该燃气输出管的同侧设置有点火器及引入该燃烧室的燃气回烧管。本实用新型的结构特点还在于经预处理后的生物质原料由该进料斗经该螺旋推 进装置输送至热解室内。热解室的灰渣出口位于该热裂解反应釜主体的底部并引至该热裂 解反应釜主体之外；所述灰渣出口内设置有螺旋排渣结构。本实用新型的结构特点还在于热解气由热解室引出后进入催化裂解室中的催化 剂床层进行催化裂解；燃气输出管设置在催化裂解室一侧，在该燃气输出管的同侧还设置 有燃气回烧管。本实用新型的结构特点还在于裂解后所产生的燃气中的一部分由该燃气输出管 输出，另一部分经由该燃气回烧管引入该燃烧室。该点火器位于该燃气回烧管进入该燃烧 室的入口位置处。本实用新型的结构特点还在于在该催化裂解室的外侧设置有保温层，该保温层 外侧为该热裂解反应釜主体的外壁。本实用新型的结构特点还在于该水蒸气喷洒装置为该热解室提供反应用水蒸 气，生物质原料在热解室内发生热解反应时所产生的残留炭与水蒸气发生水煤气反应，生 成CO和H2，降低了灰渣的产量和处理难度，提高了燃气的质量。本实用新型的生物质热裂解一体化设备将反应过程中所产生的燃气的一部分回 收自用，通过控制燃气输送量以及空气配比量来实现燃气的完全燃烧，直接为反应器的热 解室1和催化裂解室5提供热量，而不会引燃该热解室内部的热解原料。这样就克服了采 用燃煤及直接燃烧生物质加热和电加热等间接加热技术的热效率低下等问题，提高了热效 率，同时生物质燃气的燃烧减少了 C02与S02等有害气体及烟尘的污染，是真正意义上的绿 色高效加热方式。本实用新型的生物质热解后所产生的热解气体无须连接管道而直接引入 催化剂床层进行催化裂解，使得热效率提高，有效的避免了传统热解与裂解工艺中热量易 损失的问题，提高了热效率。
图1为本实用新型卧式生物质热解气化一体化设备结构示意图；图2为图1所示卧式生物质热解气化一体化设备沿A-A的剖视图。其中的附图标记说明如下1、热解室；2、螺旋推进装置；3、水蒸气喷洒装置；4、燃烧室；5、催化裂解室；6、进 料斗；7、燃气输出管；8、燃气回烧管；9、点火器；10、支架，11、灰渣出口 ；12、烟囱。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。如图1所示，为本实用新型的卧式生物质热裂解一体化设备结构示意图。该反应 器包括热裂解反应釜主体；该一体化设备还包括热解室1，水平设置在该热裂解反应釜主 体中，在热解室1内设置有螺旋推进装置2，进料斗6设置在其左侧，水蒸气喷洒装置3设 置在其右侧；催化裂解室5，水平设置在该热裂解反应釜主体中并与该热解室1具有一定间 隔，在该催化裂解室5中设置有催化剂床层，在该催化裂解室5的一侧设置有燃气输出管7，该热解室1的气体出口与该催化裂解室5连通以将该热解室1中产生的热解气直接导入该 催化剂床层进行催化裂解，裂解后的燃气由催化剂床层左侧连接至净化系统；燃烧室4，水 平设置在该热裂解反应釜主体中并置于该热解室1和该催化裂解室5之间，在该燃气输出 管7的同侧设置有点火器9及引入该燃烧室4的燃气回烧管8。其中，将经预处理后的生物质原料由进料斗6经螺旋进料装置2输送至热解室1 内，热解室1外侧为燃烧室4，由催化裂解室5引出的部分燃气经过燃气回烧管8引入燃烧 室4燃烧，为热解室1和催化裂解室5提供所需热量，燃烧后的烟气经由设置在该燃烧室4 一侧上方的烟 12排出。生物质原料首先在热解室1内进行热解，由水蒸气气喷洒装置3 输入的水蒸气与热解过程中产生的残留炭发生水煤气反应，生成CO和H2。热解气夹带着焦 油进入催化裂解室5进行催化裂解，裂解后的燃气一部分进入后续的净化系统，另一部分 由燃气回烧管8引入燃烧室4内与来自点火器和配气管9的氧气发生燃烧反应，反应产生 的热量被均勻传导至热解室1。所述燃烧室4为内燃加热式燃烧室。该热解室1的灰渣出口 11位于该热裂解反应釜主体的底部并引至该热裂解反应 釜主体之外，在该灰渣出口 11内设置螺旋排渣结构。在该催化裂解室5的外侧设置有保温层，该保温层外侧为该热裂解反应釜主体的 外壁。该点火器9位于该燃气回烧管8进入该燃烧室4的入口位置处。如图2所示，该热裂解反应釜主体为圆筒状，由支架10支撑在地面之上，该热解室 1、该催化裂解室5和该燃烧室4在该热裂解反应釜主体中从内至外呈同心圆状排列。该热裂解反应釜主体长约为6. 0米，热解室1、燃烧室4、催化裂解室5的外周直径 分别约为1. 0米、2. 0米、3. 0米。本实用新型的生物质热裂解一体化设备将反应过程中所产生的燃气的一部分回 收自用，通过控制燃气输送量以及空气配比量来实现燃气的完全燃烧，直接为反应器的热 解室1和催化裂解室5提供热量，而不会引燃该热解室内部的热解原料。这样就克服了采 用燃煤及直接燃烧生物质加热和电加热等间接加热技术的热效率低下等问题，提高了热效 率，同时生物质燃气的燃烧减少了 C02与S02等有害气体及烟尘的污染，是真正意义上的绿 色高效加热方式。本实用新型的生物质热解后所产生的热解气体无须连接管道而直接引入 催化剂床层进行催化裂解，使得热效率提高，有效避免了传统热解与裂解工艺中热量易损 失的问题，提高了热效率。
权利要求一种卧式生物质热裂解一体化设备，包括热裂解反应釜主体；其特征是，该卧式生物质热裂解一体化设备还包括热解室(1)，水平设置在该热裂解反应釜主体中，在该热解室(1)内部设置有螺旋推进装置(2)，在该热解室(1)一侧设置有进料斗(6)，在该热解室(1)另一侧设置有水蒸气喷洒装置(3)；催化裂解室(5)，水平设置在该热裂解反应釜主体中并与该热解室(1)具有一定间隔，在该催化裂解室(5)中设置有催化剂床层，该热解室(1)的气体出口与该催化裂解室(5)连通以将该热解室(1)中产生的热解气直接导入该催化剂床层，在该催化裂解室(5)的一侧设置有燃气输出管(7)；燃烧室(4)，水平设置在该热裂解反应釜主体中并置于该热解室(1)和该催化裂解室(5)之间，在该燃气输出管(7)的同侧设置有点火器(9)及引入该燃烧室(4)的燃气回烧管(8)。
2.根据权利要求1所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，所述燃烧室(4)为 内燃加热式燃烧室。
3.根据权利要求1所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，该热解室(1)的灰 渣出口(11)位于该热裂解反应釜主体的底部并引至该热裂解反应釜主体之外，在该灰渣 出口(11)内设置螺旋排渣结构。
4.根据权利要求1所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，在该催化裂解室 (5)的外侧设置有保温层，该保温层外侧为该热裂解反应釜主体的外壁。
5.根据权利要求1或2所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，该点火器(9) 位于该燃气回烧管(8)进入该燃烧室(4)的入口位置处。
6.根据权利要求1或2所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，该热裂解反应 釜主体为圆筒状，该热解室(1)、该催化裂解室(5)和该燃烧室(4)在该热裂解反应釜主体 中从内至外呈同心圆状排列。
7.根据权利要求6所述的卧式生物质热裂解一体化设备，其特征是，该热裂解反应釜 主体长为6.0米，该热解室(1)、该燃烧室(4)和该催化裂解室(5)的外周直径分别为1.0 米、2. 0米、3. 0米。
专利摘要一种卧式生物质热解气化一体化设备，包括热裂解反应釜主体；该设备还包括热解室，水平设置在热裂解反应釜主体中；催化裂解室，水平设置在热裂解反应釜主体中并与该热解室具有一定间隔，在催化裂解室中设置有催化剂床层，该热解室的气体出口与该催化裂解室连通，在催化裂解室的一侧设置有燃气输出管；燃烧室，水平设置在热裂解反应釜主体中并置于该热解室和催化裂解室之间，在该燃气输出管的同侧设置有点火器及引入该燃烧室的燃气回烧管。本实用新型利用回烧燃气同时为生物质热解和焦油催化裂解提供热量，生物质热解气化后直接引入催化剂床层，使得热效率提高，有效的避免了传统热解与裂解工艺热量易损失的情况。
文档编号C10B53/02GK201605247SQ20092016035
公开日2010年10月13日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者徐冬利, 赵洪叶, 魏晓明 申请人:北京联合创业环保工程有限公司