专利名称：一种偏心式生物质快速热裂解反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质快速热裂解设备，具体指偏心式生物质快速热裂解反应器
的结构原理及工艺特点。
背景技术：
从生物质中获取油料即经济又省事，而且与其它能源相比，具有许多优点原料是绿色植物，来源广泛；可得到经济价值较高的副产品，提高农户的收入水平；相对于石化燃料，植物燃料贮存、运输和使用都很安全，热值高(一般可达石化燃料油的80% )，可再生( 一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可维持数十年的经济利用期)。
偏心式生物质快速热裂解反应器是在无氧或缺氧条件下，利用高温使生物质大分子中化学键发生断裂，释放出有机挥发份的设备。该设备能以连续的工艺和工业化的生产方式将生物质转化为高品位的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的液体燃料_生物油，其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步加工改性为柴油或汽油而用作动力燃料，此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。
反应器是热解的主要装置，该装置必须加热速度快， 一般为IOO(TC /S ;反应温度中等，一般低于60(TC ;气相停留时间短，一般小于ls ; 目前，国内外的生物质热裂解反应器，主要按生物质的受热方式分为三类
1.机械接触式反应器这类反应器的共同点是通过一灼热的反应器表面直接或间接与生物质直接接触，从而将热量传递到生物质而使其高速升温达到快速热裂解。常见的有烧蚀热裂解反应器，丝网热裂解反应器，旋转锥热裂解反应器。
2.间接式反应器这类反应器的主要特征是由一高温的表面或热源提供生物质热裂解所需热量，其主要通过热幅射进行热量传递。常见的热天平可以归属此类反应器。
3.混合式反应器主要借助热气流或气固多相流对生物质进行快速加速，起主导热量传递的方式主要为对流换热，但热幅射和热传导有时也不可忽略，常见的有流化床反应器，快速引射床反应器，循环流化床反应器。 目前，针对第一类和第三类的反应器的工作开展得相对较多，并取得了一定的进展。但目前，可将生物质连续、高速地加热的热裂解反应器不多见。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有方法的不足，提供一种热量交换彻底，热效率极高，
适用于连续生产的生产设备。本发明的目的通过下述方法实现 —种偏心式生物质快速热裂解反应器，包括支架、外壳、闸门、送料器体、料仓、反应器外体、反应器内体、旋转轴和盖板；反应器外体为圆锥形空腔或圆柱形空腔；反应器外体内部设有反应器内体，反应器内体为圆锥形空腔或圆柱形空腔，反应器外体位于外壳内，反应器外体固接在外壳的底面上；外壳的上端设有盖板，反应器外体外表面与外壳之间设有加热管；反应器内体和反应器外体之间设有生物质加料口 ；反应器内体通过螺纹连接旋
转轴，旋转轴的旋转中心偏离反应器内体几何中心线，偏置量为反应器外体与反应器内体
最大直径差值的1/4-1/2，旋转轴通过轴承固定于支架上，反应器外体与盖板之间设有密封
填料条，旋转轴与盖板之间设有密封盖；在反应器内体腔内设有加热管；旋转轴通过传动
链条、传动链轮、减速器与电机连接；反应器外体下端与外壳的底面之间形成第一收集腔；
盖板与反应器外体上端形成第二收集腔，热裂解气输送管分别与第一收集腔和第二收集腔
连接，热裂解气输送管还与旋风分离器连接，旋风分离器与冷凝器连接。 为进一步实现本发明目的，所述生物质加料口上端设有能开合的闸门，闸门上端
分别与料仓和送料器体连接，送料器体后端依次设有推料圆柱体和推料气缸，闸门与闸门
气缸连接，闸门气缸由闸门气缸支架固定于送料器体上，并拉动闸门运动。 在外壳的外面装有保温材料，保温材料固定在支架上。 所述反应器外体外表面与外壳还设有加热熔盐；所述反应器内体腔内还设有加热熔盐。 所述旋转轴上端设有平衡块，平衡反应器内体旋转。 在所述加热管及电源线设置在加热电源线套管内，加热电源线套管位于旋转轴 内，加热电源线套管通过套管支架固定在支架上。 防爆装置为安全阀，分别设置在外壳的底面和盖板上，其内孔与两收集腔相通，起 防爆作用。 相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果 (1)本发明主要靠高温的盐浴熔液或电阻丝加热反应器内外体，加热速度快(液
态熔盐导热系数大)，加热均匀，温度控制精度高。借助反应器内外体直接将热量传递给生
物质，改变目前国内外设备大多采用先加热导热介质(如沙粒)，然后通过传送介质(如氮
气)将导热介质与生物质混合而进行热量传送的设备结构原理和工艺方式，减少热量损耗
和生物质气化后冷凝前的杂质分离难度，为设备的连续生产提供了保证。
(2)生物质在反应器内外体间受热时，通过偏心反应器内体旋转，保持反应器内外
体径向间隙从大到小不断变化，从间隙最大处加生物质原料，随着偏心反应器内体旋转，紧
贴反应器内外体的生物质在中间物料挤压下先受热气化，远离反应器内外体的部分生物质
在旋转内体的推动下依次受到反应器内外体的热量传导，循环往复，即可充分实现生物质
全部受热气化，为连续生产创造了条件。该种原理方式能加速热量从反应器内外体向生物
质的传导，保证生物质快速加热。
图1为本发明偏心式生物质快速热裂解反应器结构示意图。
具体实施例方式
为进一步理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但是本 发明要求保护的范围并不局限于实施方式。 如图1所示，偏心式生物质快速热裂解反应器包括支架1、加热管2、保温材料3、 外壳4、闸门5、送料器体6、推料圆柱体7、推料气缸8、料仓9、闸门气缸支架10、闸门气缸11、加热电源线套管12、加热管及电源线13、套管支架14、轴承端盖15、轴承座16、轴承17、 密封盖18、传动链条19、传动链轮20、减速器21、电机22、热裂解气输送管23、密封填料条 24、反应器外体25、防爆装置26，反应器内体27、生物质28、加热熔盐29、平衡块30、旋转轴 31、螺钉32和盖板33。 反应器外体25为圆锥形空腔，根据需要反应器外体25也可为圆柱形空腔；反应 器外体25内部设有反应器内体27，反应器内体27为圆锥形空腔或圆柱形空腔，反应器外 体25位于外壳4内，反应器外体25固接在外壳4的底面上；外壳4的上端设有盖板33，盖 板33用螺钉32固定于外壳4上。反应器外体25外表面与外壳4之间设有加热管2，还优 选设有加热熔盐29，外壳4的外面装有保温材料3，并固定在支架1上；反应器内体27和反 应器外体25之间设有生物质加料口，生物质加料口上端设有能开合的闸门5，闸门5上端 分别与料仓9和送料器体6连接，送料器体6后端依次设有推料圆柱体7和推料气缸8，闸 门5与闸门气缸11连接，闸门气缸11由闸门气缸支架10固定于送料器体6上，并拉动闸 门5运动，闸门5有隔热作用。反应器内体27通过螺纹连接于旋转轴31上，旋转轴31的 旋转中心偏离反应器内体27几何中心线，偏置量A取值一般考虑满足生产效率所需加料口 大小、反应器直径大小、生物质加热时间等，一般取反应器外体25与反应器内体27最大直 径的差值的1/4-1/2，旋转轴31通过轴承17、轴承座16和轴承端盖15固定于支架1上，反 应器外体25与盖板33之间设有密封填料条24，旋转轴31与盖板33之间设有密封盖18， 用密封盖18和密封填料条24实现外壳4的密封；在反应器内体27腔内设有加热管13，加 热管13与加热管及电源线13连接，反应器内体27腔内还优选设有加热熔盐；旋转轴31通 过传动链条19、传动链轮20、减速器21与电机22连接；通过电机22、减速器21、传动链轮 20、传动链条19带动，旋转轴31旋转，实现反应器内体27相对反应器外体25作偏心旋转 运动；旋转轴31上端设有平衡块30，为反应器内体27旋转时起平衡作用。加热管及电源 线13设置在加热电源线套管12内，加热电源线套管12位于旋转轴31内，加热电源线套管 12通过套管支架14固定在支架1上。 反应器外体25下端与外壳4的底面之间形成第一收集腔；盖板33与反应器外体 25上端形成第二收集腔，热裂解气输送管23分别与第一收集腔和第二收集腔连接，热裂解 气输送管23还与旋风分离器34连接，旋风分离器34与冷凝器35、36连接。生物质热裂解 产物(热裂解气)通过孔B分别进入第一收集腔和第二收集腔，随后进入热裂解气输送管 23，用旋风分离器34分离出焦炭M后，通过冷凝器35、36得到生物油N和不可冷凝气体L， 其中不可冷凝气体L可用于烘烤生物质。 防爆装置26为安全阀，分别设置在外壳4的底面和盖板33上，其内孔与两收集腔 相通，起防爆作用，当收集腔内的压力大于安全压力时，阀即开通。 生物质通过料仓9、送料器体6和拉开闸门5，由推料气缸8推动推料圆柱体7将 生物质推入反应器内体27和反应器外体25之间。由于反应器外体25作偏心旋转，因此， 每次加料只能在反应器外体25旋转到图1所示位置时进行，即只能间隔进料。同时由于反 应器外体25作偏心旋转，使生物质在受热时同时受到反应器内外体的滚压，加速热量从反 应器内外体向生物质的传导，保证生物质快速加热。
权利要求
一种偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于包括支架、外壳、闸门、送料器体、料仓、反应器外体、反应器内体、旋转轴和盖板；反应器外体为圆锥形空腔或圆柱形空腔；反应器外体内部设有反应器内体，反应器内体为圆锥形空腔或圆柱形空腔，反应器外体位于外壳内，反应器外体固接在外壳的底面上；外壳的上端设有盖板，反应器外体外表面与外壳之间设有加热管；反应器内体和反应器外体之间设有生物质加料口；反应器内体通过螺纹连接旋转轴，旋转轴的旋转中心偏离反应器内体几何中心线，偏置量为反应器外体与反应器内体最大直径差值的1/4-1/2，旋转轴通过轴承固定于支架上，反应器外体与盖板之间设有密封填料条，旋转轴与盖板之间设有密封盖；在反应器内体腔内设有加热管；旋转轴通过传动链条、传动链轮、减速器与电机连接；反应器外体下端与外壳的底面之间形成第一收集腔；盖板与反应器外体上端形成第二收集腔，热裂解气输送管分别与第一收集腔和第二收集腔连接，热裂解气输送管还与旋风分离器连接，旋风分离器与冷凝器连接。
2. 根据权利要求1所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于所述生物质加料口上端设有能开合的闸门，闸门上端分别与料仓和送料器体连接，送料器体后端依次设有推料圆柱体和推料气缸，闸门与闸门气缸连接，闸门气缸由闸门气缸支架固定于送料器体上，并拉动闸门运动。
3. 根据权利要求1所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于在外壳的外面装有保温材料，保温材料固定在支架上。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于所述反应器外体外表面与外壳还设有加热熔盐；所述反应器内体腔内还设有加热熔盐。
5. 根据权利要求1所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于所述旋转轴上端设有平衡块，平衡反应器内体旋转。
6. 根据权利要求1所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于在所述加热管及电源线设置在加热电源线套管内，加热电源线套管位于旋转轴内，加热电源线套管通过套管支架固定在支架上。
7. 根据权利要求1所述的偏心式生物质快速热裂解反应器，其特征在于防爆装置为安全阀，分别设置在外壳的底面和盖板上，其内孔与两收集腔相通，起防爆作用。
全文摘要
本发明公开了一种偏心式生物质快速热裂解反应器，反应器外体为圆锥形空腔或圆柱形空腔；反应器外体内部设有反应器内体，反应器内体为圆锥形空腔或圆柱形空腔，反应器外体位于外壳内，反应器外体固接在外壳的底面上；外壳的上端设有盖板，反应器外体外表面与外壳之间设有加热管；反应器内体和反应器外体之间设有生物质加料口；反应器内体通过螺纹连接旋转轴，旋转轴的旋转中心偏离反应器内体几何中心线，偏置量为反应器外体与反应器内体最大直径差值的1/4-1/2；本发明借助反应器内外体直接将热量传递给生物质，减少热量损耗和生物质气化后冷凝前的杂质分离难度，为设备的连续生产提供了保证。
文档编号C10B53/02GK101760214SQ20101001952
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者胡青春 申请人:华南理工大学