基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，生物质颗粒由底饲加料室加入，由喷动风输运进入热解反应器内，经由导向管、喷泉区发生剧烈热解反应；未及反应的较大的生物质颗粒随循环介质经环隙区形成内循环；催化剂以及未反应的微小的生物质颗粒随热解气脱离反应区后，经旋风分离器、返料器重新回到底饲加料室形成外循环，再次发生热解反应。本装置可以很好地满足生物质热解技术的短气相停留时间同时固相充分反应的要求，并且结构简单易于放大；同时催化剂颗粒的外部循环及其与生物质颗粒在底饲加料室的提前预混和预热，有利于两者的直接高效接触与充分混合，可有效提高催化剂利用效率，减少催化剂用量。
【专利说明】基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，用于制取生物燃油，属于可再生能源利用技术。
【背景技术】
[0002]生物质快速热解制取生物燃油(bio-oil)是一种高效清洁的生物质能现代利用技术。快速裂解技术可以将低品质的生物质转化为高品质的生物油，得到的生物燃油用途广泛，可以在一定程度上代替石油直接做燃料，也可制成清洁环保型动力燃料，还可以从中提取具有商业价值的化工产品，是一种可再生的新型液体能源。我国是农业大国，农林废弃物量相当可观，2012年农作物秸杆产量为7.3亿吨，相当于3.5亿吨标准煤，林业固废也达到
5.2亿吨。这些农林废弃物(尤其农业秸杆)的不合理处置(弃置、焚烧)不仅造成能源浪费，也带来日益明显的空气污染等环境问题。在我国发展高效清洁的生物质燃油技术对于缓解我国能源危机以及日益严重的环境问题具有十分重要的意义。
[0003]生物质热解是指生物质经粉碎、干燥后，在完全没有氧或缺氧的条件下快速加热发生热解，产生热裂解气和炭，并快速冷却热裂解气使其中可凝成分转变成液体生物燃油，最终生成木炭、生物油、和不可冷凝气体的过程。热解工艺是生物质热解技术的关键，直接决定生物油的成本和品质。目前我国在生物质热解技术方面的研究较为薄弱且进展缓慢，而反应器的开发是约束热解技术规模化应用的主要技术难题。其主要难点之一在于:在生物质热解过程中，产生的热解气必须快速淬冷以避免焦油发生二次裂解，进而影响生物油的产量，因此热解过程通常需要尽量缩短气体停留时间，使挥发产物迅速离开反应器；而较高的气体速度又会导致生物质在反应器中总停留时间过短造成反应不完全，热解气中含有微小颗粒杂质以及结焦磨损等问题。`
[0004]目前已有的生物快速热解技术主要有流化床、循环流化床、真空移动床、旋转锥等，它们在实践生产中都存在一定缺陷。例如，流化床反应器对原料粒径要求苛刻，生物质原料的加工处理成本大，同时流化床内强烈的气固作用导致气体产物中含有较多难以被常规分离器完全除去的微小固体杂质，影响生物油品质。循环流化床反应器则存在生物质与热载体混合不均、生物质在反应器中停留时间过短以及结焦磨损等问题，并且不易大型化使用。中国专利CN201473491U提出的喷动流化床热解分级冷凝制取生物油装置一定程度上解决了上述问题，但仍无法解决气速过快时生物质反应不完全与气速过慢时容易产生二次裂解反应的矛盾。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对生物质快速热解过程中，气速过快时生物质来不及完全反应且容易被携带出床体和气速过慢时容易产生二次裂解反应的矛盾，本发明提出一种基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，以制取生物燃油。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:[0007]基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，包括双螺旋加料器、底饲加料室、热解反应器、旋风分离器和返料室；
[0008]所述双螺旋加料器的出料口接入底饲加料室的入料口，在底饲加料室的上部设置有出料口，与出料口相对的另一侧设置有返料口，在底饲加料室的侧面均匀布置有喷动风A接入口，在底饲加料室的底部排料口处设置有底部排料斗，排料斗底部与球阀相连；所述底饲加料室的入料口和返料口均位于喷动风A接入口的上方；
[0009]所述热解反应器竖直布置，其外侧敷设第一加热电阻，其顶部设置有循环介质加料口，其内侧同轴布置有锥形布风板、导向管和锥形稳流挡板；所述锥形布风板上均匀布置有风孔，其下方的小端口作为热解反应器下端的入料口、通过竖直的喷动风入口管道与底饲加料室的出料口相接，其上方的大端口沿边与热解反应器的内壁接触，在锥形布风板上方的大端口沿边下方的热解反应器侧壁上设置有流化风B接入口 ；所述导向管下端低于锥形布风板上方的大端口沿边、上端高于锥形布风板上方的大端口沿边；所述锥形稳流挡板的尖部在上，整体置于导向管的上方并与导向管之间存在间隙；所述循环介质加料口上设置有密封球阀；
[0010]所述旋风分离器的入料口与热解反应器上端的出料口相接，旋风分离器上方的排气口作为出料口，旋风分离器下方的排灰口作为返料口；
[0011]所述返料室的入料侧通过竖直管与旋风分离器的返料口相接，出料侧通过向下倾斜的斜管与底饲加料室的返料口相接，在返料室的入料侧设置有返料松动风C接入口，在返料室的出料侧设置有返料 器流化风D接入口。
[0012]生物质由双螺旋加料器送入底饲加料室，由喷动风A携带进入热解反应器内部。在进入热解反应器之前，生物质在底饲加料室内与再热过的喷动风A相遇，得到进一步的干燥和一定程度的预热。热解反应器内装有石英砂为循环介质，循环介质和催化剂颗粒事先由循环介质加料口加入热解反应器。在热解反应器外部第一加热电阻的作用下，热解反应器内部温度可稳定在600°C左右。
[0013]喷动风携带生物质颗粒在导向管内形成中心喷动区，脱离导向管后继续向上形成喷泉区。在中心喷动区和喷泉区，生物质发生快速裂解反应，反应生成的裂解气以及微小的催化剂颗粒随喷动风快速脱离热解反应器，进入旋风分离器。石英砂、催化剂颗粒以及未反应的生物质颗粒随喷泉降落到导向管和热解反应器壁面之间(环隙区)，颗粒在环隙区以较慢的速度下移直至锥形布风板和热解反应器壁面之间(底部锥形区)，在锥形布风板下方的小端口附近与喷动风相遇，再次被喷动风携带，形成内循环。内循环的过程保证了生物质颗粒在床体中停留足够的时间。由于生物质需要喷动风将其从底饲加料室输运至热解反应器内部，热解反应器通常运行在较大的喷动风速下，部分未及时反应的生物质颗粒也可能被喷动风携带离开热解反应器，故在上部设置锥形稳流挡板进行阻挡。此外，当喷泉区喷泉高度过高时，喷泉容易发生歪斜，此时锥形稳流挡板可以起到稳流作用，使喷泉稳定避免发生歪斜。床体上部热解气及其携带的生物质、催化剂颗粒离开床体进入旋风分离器，经旋风分离器分离后，气体从旋风上部的出料口流出进入后续工序。催化剂和生物质颗粒从旋风分离器下部的返料口进入返料器，在松动风和返料风的作用下回到底饲加料室，在喷动风的携带下重新进入热解反应器中，完成外循环再次进入热解反应器进行裂解反应。
[0014]优选的，所述双螺旋加料器包括料仓、机械破拱装置、第一级螺旋加料器和第二级螺旋加料器；所述料仓的出料口和第一级螺旋加料器的入料口之间通过竖直的第一级入料通道连接，所述机械破拱装置设置在第一级入料通道内；所述第一级螺旋加料器和第二级螺旋加料器之间通过竖直的第二级入料通道连接，在第二级入料通道的上方设置有螺旋给料器下料风E接入口 ；所述第二级螺旋加料器的出料口作为双螺旋加料器的出料口。
[0015]优选的，所述旋风分离器的出料口排出的气体经气体过滤器过滤后，依次通过第一级冷凝塔、除雾器和第二级冷凝器进行气液分离，然后再经相并联的聚结过滤器组进行过滤，经测氧仪进行测氧检测后由第一风机送入再热器内；氮气源内的氮气由第二风机送入再热器内，在氮气的送入管路上设置有流量调节阀；所述再热器的外侧敷设第二加热电阻，再热器的排气口分成五路，分别作为喷动风A、流化风B、返料松动风C、返料器流化风D和螺旋给料器下料风E。 [0016]优选的，所述导向管通过可拆卸的导向管支架安装在热解反应器内，所述锥形稳流挡板通过可拆卸的稳流挡板支架安装在热解反应器内；所述的循环介质加料口位于热解反应器的轴线上，向热解反应器内加入循环介质的方向竖直向下。
[0017]优选的，在热解反应器中，导向管底沿位于锥形布风板的中部高度位置、上沿与稳定运行时环隙区上表面高度齐平，导向管直径为热解反应器入料口直径的2倍。加入导向管以减轻喷泉区和环隙区之间气体流动带来的固体反混，增加喷动稳定性，有利于热解反应器床体的放大；热解反应器内最大可喷动床闻由导向管闻度决定，能够有效突破传统喷动床最大可喷动床闻的限制，增加热解反应器的处理能力；同时提供精确的气固停留时间控制。流化风的加入可避免死区的形成。
[0018]优选的，热解反应器底部设有底饲加料室、对称的喷动风接入口以及底部排料斗；底饲加料室和底部排料斗整体呈纺锤型，即中部为圆柱形、上下两端为圆锥形，上部的底饲加料室的出料口与喷动风入口管道相连，下部的底部排料斗的出料口与球阀相连；由于从喷动风入口管道到热解反应器之间存在结构扩张，喷动风入口管道以及底饲加料室内会形成轻微负压，有利于生物质以及催化剂颗粒的加入。同时，生物质颗粒在进入热解反应器之前首先和喷动风接触，可对生物质进行一定程度的预热，使裂解反应更容易发生；生物质颗粒和催化剂颗粒在同一腔室内加入，有利于两者的直接高效接触与充分混合。对称的喷动风接入口使加料室内气相分布均匀充分，防止漏料。底部设置底部排料斗，热解反应进行一段时间之后，可停车卸料(催化剂)，进行空床吹灰，吹落的积灰由底部排料斗排出。
[0019]有益效果:本发明提供的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，与现有技术相比，具有如下优势:
[0020]1、能够运行在更高的表观气速下，气体停留时间更短，能够有效防止二次反应的发生；通过内外双重固体循环能够有效保证生物质颗粒反应器内的停留时间，确保生物质颗粒反应完全；本装置能够很好地解决生物质热解反应中气速过快时生物质来不及完全反应且容易被携带出床体和气速过慢时容易产生二次裂解反应的矛盾。
[0021]2、锥形稳流挡板一方面能够有效阻挡较大的生物质颗粒被高速热解气携带；另一方面能够有效避免较高喷动气速下喷泉发生歪斜，增加系统稳定性；此外在反应开始之前向反应器内加入循环介质时，锥形稳流挡板可以确保循环介质落入导向管与反应器壁面之间的区域，避免循环介质进入导向管造成反应器启动故障。
[0022]3、生物质颗粒在进入热解反应器之前首先和喷动风接触，有利于生物质的干燥和预热，使裂解反应更容易发生；生物质颗粒和催化剂颗粒在同一腔室内加入，有利于两者的直接高效接触与充分混合，可有效提高催化剂利用效率，减少催化剂用量。
[0023]4、下部设有底部排料口，便于定时停料卸料进行空床吹灰，吹灰气源依次为喷动风A及流化风B、返料器松动风C、反应器送料风D，能够方便快捷及时清除热解反应器内部的积灰、微炭颗粒，避免积灰结渣。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的基本结构示意图(虚线表示内循环，实线表示外循环)；
[0025]图2为喷动流化床主体结构的尺寸标注示意图；
[0026]图3为底饲加料室的尺寸标注示意图；
[0027]图4为本发明的一种应用实例。
[0028]包括:热解反应器1-1，导向管1-2，导向管支架1-3，锥形稳流挡板1_4，稳流挡板支架1-5，锥形布风板1-6，底饲加料室1-7，底部排料斗1-8，第一加热电阻1-9，循环介质加料口 1-10，旋风分离器2-1，返料器2-2，料仓3-1，机械破拱装置3-2，第一级螺旋加料器
3-3，第二级螺旋加料器3-4，气体过滤器4，第一级冷凝塔5-1，集液装置5-2，油泵5_3，空气换热器5-4，除雾器6-1，第二级冷凝器6-2，集液装置6-3，第一级聚结过滤器7_1，第二级聚结过滤器7-2，第三级聚结过滤器7-3，测氧仪8-1，第一风机8-2，氮气源8_3，第二风机8-4，再热器8-5，第二加热电阻8-6 ;喷动风A，流化风B，返料器松动风C，返料器流化风D，螺旋给料器下料风D。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0030]如图1所示为一种基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，包括双螺旋加料器、底饲加料室1-7、热解反应器1-1、旋风分离器2-1和返料室2-2。
[0031]所述双螺旋加料器包括料仓3-1、机械破拱装置3-2、第一级螺旋加料器3-3和第二级螺旋加料器3-4 ;所述料仓3-1的出料口和第一级螺旋加料器3-3的入料口之间通过竖直的第一级入料通道连接，所述机械破拱装置3-2设置在第一级入料通道内；所述第一级螺旋加料器3-3和第二级螺旋加料器3-4之间通过竖直的第二级入料通道连接，在第二级入料通道的上方设置有螺旋给料器下料风E接入口 ；所述第二级螺旋加料器3-4的出料口作为双螺旋加料器的出料口。
[0032]所述双螺旋加料器的出料口接入底饲加料室1-7的入料口，在底饲加料室1-7的上部设置有出料口，与出料口相对的另一侧设置有返料口，在底饲加料室1-7的侧面均匀布置有喷动风A接入口，在底饲加料室1-7的底部排料口处设置有底部排料斗1-8，排料斗1-8底部与球阀相连；所述底饲加料室1-7的入料口和返料口均位于喷动风A接入口的上方。
[0033]所述热解反应器1-1竖直布置，其外侧敷设第一加热电阻1-9，其顶部设置有循环介质加料口 1-10，其内侧同轴布置有锥形布风板1-6、导向管1-2和锥形稳流挡板1-4 ;所述导向管1-2通过可拆卸的导向管支架1-3安装在热解反应器1-1内，所述锥形稳流挡板
1-4通过可拆卸的稳流挡板支架1-5安装在热解反应器1-1内；所述锥形布风板1-6上均匀布置有风孔，其下方的小端口作为热解反应器1-1下端的入料口、通过竖直的喷动风入口管道与底饲加料室1-7的出料口相接，其上方的大端口沿边与热解反应器1-1的内壁接触，在锥形布风板1-6上方的大端口沿边下方的热解反应器1-1侧壁上设置有流化风B接入口 ；所述导向管1-2下端低于锥形布风板1-6上方的大端口沿边、上端高于锥形布风板
1-6上方的大端口沿边；所述锥形稳流挡板1-4的尖部在上，整体置于导向管1-2的上方并与导向管1-2之间存在间隙；所述循环介质加料口 1-10上设置有密封球阀。
[0034]所述旋风分离器2-1的入料口与热解反应器1-1上端的出料口相接，旋风分离器
2-1上方的排气口作为出料口，旋风分离器2-1下方的排灰口作为返料口。
[0035]所述返料室2-2的入料侧通过竖直管与旋风分离器2-1的返料口相接，出料侧通过向下倾斜的斜管与底饲加料室1-7的返料口相接，在返料室2-2的入料侧设置有返料松动风C接入口，在返料室2-2的出料侧设置有返料器流化风D接入口。
[0036]如图2所示，所述热解反应器1-1的高度为2m，热解反应器1_1的内径Dc为0.4m,喷动风入口管道的长度Ln为0.25m，锥形布风板1-6的锥角Y为105°，锥形布风板1_6下方的小端口直径Di为0.05m，导向管1-2的直径Dt为0.08m，导向管1_2下端与锥形布风板1-6下方的小端口之间的高度Ht=Hb/2，导向管1-2的长度Lt为0.8m,锥形稳流挡板1_4上尖距离床底高度Hp为1.6m，锥形稳流挡板1-4的锥角β为120°，锥形稳流挡板1_4底部圆直径为0.3m ;锥形布风板1-6采用直流式风布，风孔的开孔方向与分布板垂直、开孔率为 10% ο
[0037]如图3所示，所述底饲加料室1-7和底部排料斗1-8整体呈纺锤型，即中部为圆柱形、上下两端为圆锥形，上部的底饲加料室1-7的出料口与喷动风入口管道相连，下部的底部排料斗1-8的出料口与球阀相连；中部圆柱形的高度L2与上下两端圆锥形的高度L1相等、均为0.15m，中间圆柱形的直径％为0.1m;下端圆锥形上对称开设有两个方形喷动风接入口，所述喷动风接入口的高度L3为0.05m,宽度与中部圆柱形相切，即宽度为D2 ;底饲加料室1-7上部的出料口和排料口的直径均为D1，底饲加料室1-7的入料口直径D4为0.1m,入料口和出料口之间的高度差H1为0.075m，距离出料口下方H2高度的地方设置有回料口，4为0.19m，回料口的直径D3为0.05m，所述回料口与斜管相连，斜管与水平面的夹角α为45。。
[0038]如图4所示，所述旋风分离器2-1的出料口排出的气体经气体过滤器4过滤后，依次通过第一级冷凝塔5-1、除雾器6-1和第二级冷凝器6-2进行气液分离，然后再经相并联的聚结过滤器组进行过滤，经测氧仪8-1进行测氧检测后由第一风机8-2送入再热器8-5内；氮气源8-3内的氮气由第二风机8-4送入再热器8-5内，在氮气的送入管路上设置有流量调节阀；所述再热器8-5的外侧敷设第二加热电阻8-6，再热器8-5的排气口分成五路，分别作为喷动风Α、流化风B、返料器松动风C、返料器流化风D和螺旋给料器下料风Ε。
[0039]上述装置的具体工作过程为:
[0040](1)生物质颗粒经必要的干燥、破碎处理成2~5mm颗粒存储于料仓3_1中，经双螺旋加料器送入底饲加料室1-7中；料仓3-1中设有机械破拱搅拌器3-2，确保生物质颗粒顺利进入第一级螺旋加料器3-2和第二级螺旋加料器3-4，防止其在料仓3-1中堵塞堆积；第一级螺旋加料器3-2和第二级螺旋加料器3-4的加料速度均约为150kg/h ;生物质颗粒在进入底饲加料室1-7后与500°C的喷动风相遇，在被喷动风输运至热解反应器1-1的路途中得到进一步干燥和预热，并同时与催化剂颗粒HZSM-5进行充分预混。
[0041](2)生物质颗粒与催化剂颗粒在喷动风的输运下进入热解反应器1-1 ;热解反应器1-1由不锈钢(316L)制成，最大可承受温度为800°C;在热解反应器1_1外表面外敷第一加热电阻1-9，使热解反应器1-1内部温度保持在600°C左右；热解反应器1-1内以石英砂为循环介质，循环介质与催化剂颗粒在反应开始前事先由循环介质加料口 1-10加入反应器内。石英砂颗粒直径为1.05mm，密度为2600kg/m3，球形度为0.86 ;热解反应器1_1内压力略闻于常压。
[0042]喷动风携带生物质颗粒在导向管1-2内形成中心喷动区，脱离导向管1-2后继续向上形成喷泉区；在中心喷动区和喷泉区，生物质发生快速裂解反应，反应生成的裂解气以及微小的催化剂颗粒随喷动风快速脱离热解反应器1-1，进入旋风分离器；由于生物质需要喷动风将其从底饲加料室1-7输运至热解反应器1-1内部，热解反应器1-1通常运行在较大的喷动风速下(表观气速1.2m/s)，部分未及反应的生物质颗粒也可能被喷动风携带离开热解反应器1-1 ;因此需要在上部设置锥形稳流挡板1-4进行阻挡；此外，当喷泉区喷泉高度过高时，喷泉容易发生歪斜，此时锥形稳流挡板1-4可以起到稳流作用，使喷泉稳定避免发生歪斜；石英砂、催化剂颗粒以及未反应的生物质颗粒随喷泉降落回到导向管2和热解反应器1-1壁面之间(环隙区)，颗粒在环隙区以较慢的速度下移直至锥形布风板1-6和热解反应器1-1壁面之间(底部锥形区)，在锥形布风板1-6下方的小端口附近与喷动风相遇，再次被喷动风携带，形成内循环。床体上部热解气及其 携带的催化剂颗粒离开热解反应器1-1进入旋风分离器2-1，经旋风分离器2-1分离后，气体从旋风分离器2-1出料口流出进入气体过滤器4 ;催化剂颗粒从旋风分离器2-1下部返料口进入返料器2-2，在返料器松动风C和返料器流化风D的作用下回到底饲加料室1-7，在喷动风的携带下再次进入喷动床内，形成外循环。
[0043](3)热解反应器1-1内产生的热解气首先经过气体过滤器4彻底除去其中仍然携带的微小固体颗粒(催化剂、炭颗粒)，经过气体过滤器4的热解气温度保持在360°C以上；过滤后的热解气含有大量的气溶胶，热解气进入第一级冷凝塔5-1中进行急冷液化；在第一级冷凝塔5-1中采用液态热解油进行喷淋，将热解气从高于360°C急冷至100°C左右，获得第一种生物热解油；经第一级冷凝塔5-1的不凝气体经过除雾器6-1除去其中的液油滴，进入第二级冷凝器6-2再次进行冷凝液化，在第二级冷凝器6-2中，热解气温度从80°C将至50°C左右，获得第二种生物热解油。
[0044](4)进过二级冷凝后，约85%的热解气凝结成生物热解油；剩余的不凝气体经过3个并行的聚结过滤器(气溶胶去除效率为99.9%)过滤后，经过测氧仪8-1、第一风机8-2进入再热器8-5 ;测氧仪8-1测量气流中含氧量，并调节氮气流量确保喷动风中含氧量低于1%;3个聚结过滤器用以保证运行的连续性，若其中一个发生堵塞，与之对应的阀门即刻关闭，气流从另外两个过滤器通过；在再热器8-5中，不凝气体被加热至约500°C后分成5路进入喷动循环床反应器进行再循环，即喷动风A、流化风B、返料器松动风C、返料器流化风D和螺旋给料器下料风E。
[0045]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:包括双螺旋加料器、底饲加料室(1-7)、热解反应器(1-1)、旋风分离器(2-1)和返料室(2-2)； 所述双螺旋加料器的出料口接入底饲加料室(1-7)的入料口，在底饲加料室(1-7)的上部设置有出料口，与出料口相对的另一侧设置有返料口，在底饲加料室(1-7)的侧面均匀布置有喷动风A接入口，在底饲加料室(1-7)的底部排料口处设置有底部排料斗(1-8)，排料斗(1-8)底部与球阀相连；所述底饲加料室(1-7)的入料口和返料口均位于喷动风A接入口的上方； 所述热解反应器(1-1)竖直布置，其外侧敷设第一加热电阻(1-9)，其顶部设置有循环介质加料口(1-10)，其内侧同轴布置有锥形布风板(1-6)、导向管(1-2)和锥形稳流挡板(1-4);所述锥形布风板(1-6)上均匀布置有风孔，其下方的小端口作为热解反应器(1-1)下端的入料口、通过竖直的喷动风入口管道与底饲加料室(1-7)的出料口相接，其上方的大端口沿边与热解反应器(1-1)的内壁接触，在锥形布风板(1-6)上方的大端口沿边下方的热解反应器(1-1)侧壁上设置有流化风B接入口 ；所述导向管(1-2)下端低于锥形布风板(1-6)上方的大端口沿边、上端高于锥形布风板(1-6)上方的大端口沿边；所述锥形稳流挡板(1-4)的尖部在上，整体置于导向管(1-2)的上方并与导向管(1-2)之间存在间隙；所述循环介质加料口(1-10)上设置有密封球阀； 所述旋风分离器(2-1)的入料口与热解反应器(1-1)上端的出料口相接，旋风分离器(2-1)上方的排气口作为出料口，旋风分离器(2-1)下方的排灰口作为返料口 ； 所述返料室(2-2)的入料侧通过竖直管与旋风分离器(2-1)的返料口相接，出料侧通过向下倾斜的斜管与底饲加料室(1-7)的返料口相接，在返料室(2-2)的入料侧设置有返料松动风C接入口，在返料室(2-2)的出料侧设置有返料器流化风D接入口。
2.根据权利要求1所述的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:所述双螺旋加料器包括料仓(3-1)、机械破拱装置(3-2)、第一级螺旋加料器(3-3)和第二级螺旋加料器(3-4);所述料仓(3-1)的出料口和第一级螺旋加料器(3-3)的入料口之间通过竖直的第一级入料通道连接，所述机械破拱装置(3-2)设置在第一级入料通道内；所述第一级螺旋加料器(3-3)和第二级螺旋加料器(3-4)之间通过竖直的第二级入料通道连接，在第二级入料通道的上方设置有螺旋给料器下料风E接入口 ；所述第二级螺旋加料器(3-4 )的出料口作为双螺旋加料器的出料口。
3.根据权利要求2所述的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:所述旋风分离器(2-1)的出料口排出的气体经气体过滤器(4)过滤后，依次通过第一级冷凝塔(5-1)、除雾器(6-1)和第二级冷凝器(6-2)进行气液分离，然后再经相并联的聚结过滤器组进行过滤，经测氧仪(8-1)进行测氧检测后由第一风机(8-2 )送入再热器(8-5 )内；氮气源(8-3)内的氮气由第二风机(8-4)送入再热器(8-5)内，在氮气的送入管路上设置有流量调节阀；所述再热器(8-5)的外侧敷设第二加热电阻(8-6)，再热器(8-5)的排气口分成五路，分别作为喷动风A、流化风B、返料松动风C、返料器流化风D和螺旋给料器下料风E。
4.根据权利要求1所述的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:所述导向管(1-2)通过可拆卸的导向管支架(1-3)安装在热解反应器(1-1)内，所述锥形稳流挡板(1-4)通过可拆卸的稳流挡板支架(1-5)安装在热解反应器(1-1)内；所述的循环介质加料口(1-10)位于热解反应器(1-1)的轴线上，向热解反应器(1-1)内加入循环介质的方向竖直向下。
5.根据权利要求1所述的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:所述热解反应器(1-1)的高度为2m，热解反应器(1-1)的内径Dc为0.4m，喷动风入口管道的长度Ln为0.25m，锥形布风板(1-6)的锥角Y为105°，锥形布风板(1_6)下方的小端口直径Di为0.05m，导向管(1-2)的直径Dt为0.08m，导向管(1_2)下端与锥形布风板(1-6)下方的小端口之间的高度Ht=Hb/2，导向管(1-2)的长度Lt为0.8m,锥形稳流挡板(1-4)上尖距离床底高度Hp为1.6m，锥形稳流挡板(1-4)的锥角β为120°，锥形稳流挡板(1-4)底部圆直径为0.3m;锥形布风板(1-6)采用直流式风布，风孔的开孔方向与分布板垂直、开孔率为10%。
6.根据权利要求1所述的基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，其特征在于:所述底饲加料室(1-7)和底部排料斗(1-8)整体呈纺锤型，即中部为圆柱形、上下两端为圆锥形，上部的底饲加料室(1-7)的出料口与喷动风入口管道相连，下部的底部排料斗(1-8 )的出料口与球阀相连；中部圆柱形的高度L2与上下两端圆锥形的高度L1相等、均为0.15m，中间圆柱形的直径D2为0.1m ;下端圆锥形上对称开设有两个方形喷动风接入口，所述喷动风接入口的高度L3为0.05m,宽度与中部圆柱形相切，即宽度为D2 ;底饲加料室(1-7 )上部的出料口和排料口的直径均为D1，底饲加料室(1-7 )的入料口直径D4为0.1m,入料口和出料口 之间的高度差H1为0.075m，距离出料口下方H2高度的地方设置有回料口，4为0.19m，回料口的直径D3为0.05m，所述回料口与斜管相连，斜管与水平面的夹角α为45。。
【文档编号】C10B53/02GK103756712SQ201410015006
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】钟文琪, 刘雪娇, 金保昇, 邵应娟 申请人:东南大学