专利名称：一种槽道式横叉流生物质干馏塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质低温热解的装置，尤其是一种一种槽道式横叉流生物质干馏塔。
背景技术：
目前，公知的生物质热解炉分为直接加热热解与间接加热热解两种工艺，直接加热工艺按载热方式又分为两大类，一类为固体载热，一类为气体载热。直接加热工艺中，固体载热技术又分为固体载热移动床技术及固体载热流化床技术，固体载热移动床技术的主要缺点是系统复杂，生物质与载热体分离结构复杂。固体载热流化床技术不但具有上述缺点，而且热解煤气及焦油含尘量大，导致煤气净化设备复杂，动力消耗增大，且焦油品质很差，深加工困难。公知的气体载热技术采用烟气载热，烟气载热的主要缺点有两方面:I)烟气载热时，烟气直接进入热解煤气，煤气中惰性成分增加，制约煤气的深度加工及利用。同时导致煤气处理设备投资及运行费用额外增加。2)烟气载热时，炭气油联产热解只能采用下吸式结构，导致物料中的水蒸气进入热解煤气，煤气中惰性成分增加，煤气处理设备投资及运行费用额外增加。3)烟气载热时，炭气油联产热解只能采用下吸式结构，下吸式结构难以实现连续式生产，生产效率低下，且较难以实现自动控制，产品指标难以保证，且难以实现多样化的要求。间接加热热解工艺中，生物质盛装在反应釜中，热源在反应釜外部加热反应釜外壁，生物质通过导热升温热解。间接加热热解工艺的优点是，热解产物中无惰性载热质混入，热解产物纯度高，简化了后期分离装置，并为热解产物深加工及深度利用创造了良好条件。但由于反应釜加热面积较小，生物质导热速度较慢，间接加热热解工艺的缺点就是热解速度缓慢，生产率低下，难以实现规模化生产。综合以上分析，发明一种快速热解间接加热生物质干馏装置具有非常重要的现实意义。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种内置较多换热面积，生物质与热烟气做横叉流流动的槽道式横叉流生物质干馏塔，以解决现有技术之缺陷。本实用新型的技术方案是这样实现的:一种槽道式横叉流生物质干馏塔，包括生物质原料仓1、干燥段、干馏段、冷却仓6和烟气处理系统，干燥段包括上干燥塔2和下干燥塔3，所述干馏段包括上干馏塔4和下干馏塔5 ;所述原料仓1、上干燥塔2、下干燥塔3、上干馏塔4、下干馏塔5和冷却仓6从顶部到底部依次连接；所述烟气处理系统连接在干燥段和干馏段的各个进出风口。生物质原料仓I设在干馏塔顶部，生物质原料仓I下部设有卸料阀15，卸料阀15下部和干燥段相连接；干燥段包括上下两部分，分别是上干燥塔2和下干燥塔3，上干燥塔2和下干燥塔3两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干燥塔2和下干燥塔3之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干燥塔2和下干燥塔3连通，气室的排气口设在上干燥塔2和下干燥塔3外部出风口之间的外壁上；干燥段下部和干馏段上部连接，干馏段包括上下两部分，分别是上干馏塔4和下干馏塔5，上干馏塔4和下干馏塔5两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干馏塔4和下干馏塔5之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干馏塔4和下干馏塔5连通，气室的排气口设在上干馏塔4和下干馏塔5外部出风口之间的外壁上；下干馏塔5下部连接冷却仓6，冷却仓底部设有出料绞龙7 ;所述烟气处理系统包括燃烧器9、高温烟气混合室8、煤气处理系统10，煤气引风机11、除尘器12、烟气引风机13、水蒸汽引风机14、卸料阀15和连接上述部件的相应送风管路；其中燃烧器9和高温烟气混合室8连接，高温烟气混合室8通过送风管路分别和上干馏塔4和下干馏塔5的进风口相连接；上干馏塔4的出风口通过送风管路和上干燥塔2的进风口相连接，下干馏塔5的出风口通过送风管和下干燥塔3的进风口相连接；上干馏塔4和下干馏塔5之间的气室排气口通过送风管路和煤气处理系统10相连接，煤气处理系统10也通过送风管路和气柜相连接，其中煤气引风机11设置在煤气处理系统10和气柜之间的送风管路上；上干燥塔2和下干燥塔3的出风口通过送风管和除尘器相连接；除尘器和高温烟气混合室8之间有送风管路连接，烟气引风机13设置在除尘器和高温烟气混合室8之间的送风管路上，并且该送风管路在烟气引风机13之后分为两路，一路通往高温烟气混合室8，一路直接和外部大气连通作为排放口 ；上干燥塔2和下干燥塔3之间的气室排气口通过送风管路和除尘器12相连接，除尘器12和高温烟气混合室8之间有送风管路连接，水蒸汽引风机14设置在除尘器和高温烟气混合室8之间的送风管路上，并且该送风管路在水蒸汽引风机14之后分为两路，一路通往高温烟气混合室8，一路直接和外部大气连通作为排放口。上干馏塔4和下干馏塔5内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。上干燥塔2和下干馏塔3内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。一种槽道式横叉流生物质干馏塔的使用方法，包括如下流程:(I)、进料和干燥一定粒径的生物质颗粒进入上干燥塔2和下干燥塔3，吸收烟气热量，进行干燥；(2)、干馏高温载热质进入上干馏塔4及下干馏塔5放热给生物质，生物质产生的热解气进入煤气处理系统10进行除尘、脱焦油、脱木醋液处理，最终进入气柜；(3)、出料干馏后的生物质焦炭进行冷却，冷却后的生物质焦炭由出料绞龙7卸料并包装。上述流程包括如下具体步骤:1、进料和干燥煤气与助燃空气一起进入燃烧器9燃烧，燃烧产物进入高温烟气混合室8，与来自烟气引风机13后部的低温烟气和来自水蒸汽引风机14后部的水蒸汽混合形成一定温度的高温载热质，高温载热质分成两路通过送风管路分别进入上干馏塔4及下干馏塔5，分别放热降温后通过干馏段和干燥段的相应送风管路引入上干燥塔2和下干燥塔3 ;—定粒径的生物质颗粒由生物质原料仓I经卸料阀15进入上干燥塔2，生物质在上干燥塔2中吸收烟气热量，生物质升温进行浅层干燥，生物质从上干燥塔2落入下干燥塔3，在下干燥塔3中吸收烟气热量，进行深度干燥；上干燥塔2、下干燥塔3产生的水蒸汽由上干燥塔2与下干燥塔3间的气室引出，水蒸气经除尘器12除尘后进入水蒸汽引风机14，然后分成两路，一路进高温烟气混合室8，调节高温烟气温度，剩余的水蒸汽排入大气；2、干馏高温载热质分成两路分别进入上干馏塔4及下干馏塔5放热给生物质，两路载热质的流量根据工艺要求进行分配；深度干燥后的生物质落入上干馏塔4，在上干馏塔4中吸热进行低温干馏；低温干馏后的生物质落入下干馏塔5，在下干馏塔5中吸热进行中温干馏；上干馏塔4、下干馏塔5产生的热解气由上干馏塔4与下干馏塔5间的气室引出，进入煤气处理系统10进行除尘、脱焦油、脱木醋液处理，然后进入煤气引风机11，最终进入气柜；3、出料中温干馏后的生物质焦炭落入冷却仓6中进行冷却，冷却后的合格生物质焦炭由出料绞龙7卸料并包装。本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型突出的技术优势有:I)与反应釜相比，由于塔内内置大量的受热面，所以生物质热解速度快，单台设备生广率大幅度提闻。2)反应釜热解方式只能周期性生产，本实用新型可以实现连续性生产。3)本实用新型热解速度快，有利于提高热解产物中液态产品的产率。4)采用耐热材料做换热元件，可以防止腐蚀，寿命较长。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型槽道式横叉流生物质干馏塔工作原理示意图；图2是“Z”字形传热元件的结构示意图；图3是“Z”字形传热元件组成的槽形通道传热单元结构示意图。图中，生物质原料仓-1，上干燥塔-2，下干燥塔-3，上干馏塔-4，下干馏塔-5，冷却仓_6，出料蚊龙-7，高温烟气混合室_8，燃烧器_9，煤气处理系统-10，煤气引风机-11，除尘器-12，烟气引风机-13，水蒸汽引风机-14，卸料阀-15。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本实用新型技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例和附图中表示的结构只是本实用新型最佳实施例之一，并不能完全代表本实用新型的技术思想，因此应该理解到对于本实用新型而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。在
图1中，一种槽道式横叉流生物质干馏塔，包括生物质原料仓1、干燥段、干馏段、冷却仓6和烟气处理系统，生物质原料仓I设在干馏塔顶部，生物质原料仓I下部设有卸料阀15，卸料阀15下部和干燥段相连接；干燥段包括上下两部分，分别是上干燥塔2和下干燥塔3，上干燥塔2和下干燥塔3两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干燥塔2和下干燥塔3之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干燥塔2和下干燥塔3连通，气室的排气口设在上干燥塔2和下干燥塔3外部出风口之间的外壁上；干燥段下部和干馏段上部连接，干馏段包括上下两部分，分别是上干馏塔4和下干馏塔5，上干馏塔4和下干馏塔5两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干馏塔4和下干馏塔5之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干馏塔4和下干馏塔5连通，气室的排气口设在上干馏塔4和下干馏塔5外部出风口之间的外壁上；下干馏塔5下部连接冷却仓6，冷却仓底部设有出料绞龙7 ；所述烟气处理系统包括燃烧器9、高温烟气混合室8、煤气处理系统10，煤气引风机11、除尘器12、烟气引风机13、水蒸汽引风机14、卸料阀15和连接上述部件的相应送风管路；其中燃烧器9和高温烟气混合室8连接，高温烟气混合室8通过送风管路分别和上干馏塔4和下干馏塔5的进风口相连接；上干馏塔4的出风口通过送风管路和上干燥塔2的进风口相连接，下干馏塔5的出风口通过送风管和下干燥塔3的进风口相连接；上干馏塔4和下干馏塔5之间的气室排气口通过送风管路和煤气处理系统10相连接，煤气处理系统10也通过送风管路和气柜相连接，其中煤气引风机11设置在煤气处理系统10和气柜之间的送风管路上；上干燥塔2和下干燥塔3的出风口通过送风管和除尘器相连接；除尘器和高温烟气混合室8之间有送风管路连接，烟气引风机13设置在除尘器和高温烟气混合室8之间的送风管路上，并且该送风管路在烟气引风机13之后分为两路，一路通往高温烟气混合室8，一路直接和外部大气连通作为排放口 ；上干燥塔2和下干燥塔3之间的气室排气口通过送风管路和除尘器12相连接，除尘器12和高温烟气混合室8之间有送风管路连接，水蒸汽引风机14设置在除尘器和高温烟气混合室8之间的送风管路上，并且该送风管路在水蒸汽引风机14之后分为两路，一路通往高温烟气混合室8，一路直接和外部大气连通作为排放口。在图2和图3中，上干馏塔4和下干馏塔5内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。上干燥塔2和下干馏塔3内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。参看
图1的槽道式横叉流生物质干馏塔工作原理示意图，从以下三个角度来说明本实用新型的工作流程:I)生物质流程—定粒径的生物质颗粒由生物质原料仓I经卸料阀15进入上干燥塔2，生物质在上干燥塔中吸收烟气热量，生物质升温进行浅层干燥。生物质从上干燥塔2落入下干燥塔3，在下干燥塔3中吸收烟气热量，进行深度干燥。深度干燥后的生物质落入上干馏塔4，在上干馏塔4中吸热进行低温干馏。低温干馏后的生物质落入下干馏塔5，在下干馏塔5中吸热进行中温干馏。中温干馏后的生物质焦炭落入冷却仓6中进行冷却，冷却后的合格生物质焦炭由出料蚊龙7卸料并包装。2)载热质流程煤气与助燃空气一起进入燃烧器9燃烧，燃烧产物进入高温烟气混合室8，与来自烟气引风机13后部的低温烟气混合形成一定温度的高温载热质，高温载热质分成两路分别进入上干馏塔4及下干馏塔5放热给生物质，两路载热质的流量根据工艺要求进行分配。与下干馏塔5对应的高温载热质在下干馏塔5降温后，引入下干燥塔3对生物质进行深度干燥，与上干馏塔4对应的高温载热质在上干馏塔4降温后，引入上干燥塔2对生物质进行轻度干燥，从干燥塔引出的低温烟气合并进入除尘器12除尘，除尘后的烟气进入烟气引风机13，然后低温烟气分为两路，一路排入大气，一路进入高温烟气混合室8用于调节载热质初温。3)热解产物流程上干燥塔2、下干燥塔3产生的水蒸汽由上干燥塔2与下干燥塔3间的气室引出，水蒸气经除尘器12除尘后进入水蒸汽引风机14，然后分成两路，一路进高温烟气混合室8，调节高温烟气温度，剩余的水蒸汽排入大气。上干馏塔4、下干馏塔5产生的热解气由上干馏塔4与下干馏塔5间的气室引出，进入煤气处理系统10进行除尘、脱焦油、脱木醋液处理，然后进入煤气引风机11，最终进入气柜。结合以上说明，本实用新型具有以下综合效果:I)本实用新型改变了间接加热热解工艺只能周期性操作的现状，实现了连续、半连续性生产，提高了生产率，以及热能利用效率，并提高了设备的作业率。2)本实用新型内置大量受热面，设备的体积降低。3)本实用新型中，烟气侧压力高于生物质侧压力，漏风方向是从烟气侧泄漏至生物质侧，高温烟气漏入生物质侧后，可以对间接加热起到辅助直接加热的左右，所以本实用新型为介于间接加热方式与直接加热方式之间的一种复合加热方式，既有直接加热方式加热速度高的优点，又有间接加热方式热解产物纯度高的优点。4)本实用新型传热元件为耐热材料，使用寿命长，材料价格便宜。需要注意的是，尽管本实用新型已参照具体实施方式
进行描述和举例说明，但是并不意味着本实用新型限于这些描述的实施方式，本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的变体，它们都将覆盖于本实用新型权利要求的真实精神和范围中。本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种槽道式横叉流生物质干馏塔，包括生物质原料仓(I)、干燥段、干馏段、冷却仓(6)和烟气处理系统，其特征在于:所述干燥段包括上干燥塔(2)和下干燥塔(3)，所述干馏段包括上干馏塔(4)和下干馏塔(5);所述原料仓(I)、上干燥塔(2)、下干燥塔(3)、上干馏塔(4)、下干馏塔(5)和冷却仓(6)从顶部到底部依次连接；所述烟气处理系统连接在干燥段和干馏段的各个进出风口。
2.根据权利要求1所述的槽道式横叉流生物质干馏塔，其特征在于:所述生物质原料仓(I)设在干馏塔顶部，生物质原料仓(I)下部设有卸料阀(15)，卸料阀(15)下部和干燥段相连接；干燥段包括上下两部分，分别是上干燥塔(2)和下干燥塔(3)，上干燥塔(2)和下干燥塔⑶两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干燥塔⑵和下干燥塔(3)之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干燥塔(2)和下干燥塔(3)连通，气室的排气口设在上干燥塔⑵和下干燥塔⑶外部出风口之间的外壁上；干燥段下部和干馏段上部连接，干馏段包括上下两部分，分别是上干馏塔(4)和下干馏塔(5)，上干馏塔(4)和下干馏塔(5)两侧外壁上均分别设有进风口和出风口 ；上干馏塔(4)和下干馏塔(5)之间的内部空间中设有气室，气室分别和上干馏塔(4)和下干馏塔(5)连通，气室的排气口设在上干馏塔(4)和下干馏塔(5)外部出风口之间的外壁上；下干馏塔(5)下部连接冷却仓(6)，冷却仓底部设有出料绞龙(7);所述烟气处理系统包括燃烧器(9)、高温烟气混合室(8)、煤气处理系统(10)，煤气引风机(11)、除尘器(12)、烟气引风机(13)、水蒸汽引风机(14)、卸料阀(15)和连接上述部件的相应送风管路；其中燃烧器(9)和高温烟气混合室(8)连接，高温烟气混合室(8)通过送风管路分别和上干馏塔(4)和下干馏塔(5)的进风口相连接；上干馏塔(4)的出风口通过送风管路和上干燥塔(2)的进风口相连接，下干馏塔(5)的出风口通过送风管和下干燥塔⑶的进风口相连接；上干馏塔⑷和下干馏塔(5)之间的气室排气口通过送风管路和煤气处理系统(10)相连接，煤气处理系统(10)也通过送风管路和气柜相连接，其中煤气引风机(11)设置在煤气处理系统(10)和气柜之间的送风管路上；上干燥塔(2)和下干燥塔(3)的出风口通过送风管和除尘器相连接；除尘器和高温烟气混合室(8)之间有送风管路连接，烟气引风机(13)设置在除尘器和高温烟气混合室(8)之间的送风管路上，并且该送风管路在烟气引风机(13)之后分为两路，一路通往高温烟气混合室(8)，一路直接和外部大气连通作为排放口 ；上干燥塔⑵和下干燥塔⑶之间的气室排气口通过送风管路和除尘器(12)相连接，除尘器(12)和高温烟气混合室(8)之间有送风管路连接，水蒸汽引风机(14)设置在除尘器和高温烟气混合室(8)之间的送风管路上，并且该送风管路在水蒸汽引风机(14)之后分为两路，一路通往高温烟气混合室(8)，一路直接和外部大气连通作为排放口。
3.根据权利要求1或2所述的槽道式横叉流生物质干馏塔，其特征在于:所述上干馏塔(4)和下干馏塔(5)内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。
4.根据权利要求3所述的槽道式横叉流生物质干馏塔，其特征在于:所述上干燥塔(2)和下干馏塔(3)内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的传热元件相互组合而成，所述传热元件由耐热材料制成。
专利摘要一种槽道式横叉流生物质干馏塔，包括生物质原料仓(1)、干燥段、干馏段、冷却仓(6)和烟气处理系统，干燥段包括上干燥塔(2)和下干燥塔(3)，所述干馏段包括上干馏塔(4)和下干馏塔(5)；所述原料仓(1)、上干燥塔(2)、下干燥塔(3)、上干馏塔(4)、下干馏塔(5)和冷却仓(6)从顶部到底部依次连接；烟气处理系统连接在干燥段和干馏段的各个进出风口。干馏塔内部设有若干组供生物质通过的垂直槽形通道单元，任意两组槽形通道单元间构成的空间供热烟气水平通过；所述垂直槽形通道单元由截面为“Z”字形状的耐热传热元件相互组合而成。本实用新型提高了生产率、热能利用效率，设备体积降低；兼具直接加热方式和间接加热方式的优点；本实用新型传热元件为耐热材料，使用寿命长，材料价格便宜。
文档编号C10B57/10GK203065401SQ20132009346
公开日2013年7月17日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者王子兵, 李立新, 褚丽珍 申请人:王子兵, 李立新, 褚丽珍