一种新型生物质热解生产液体燃料联产生物炭系统的制作方法

本发明涉及一种新型生物质热解生产液体燃料联产生物炭系统，属于可再生能源利用技术领域。

背景技术：

生物质热裂解液化技术是一种生物质能的有效利用方式，其产物主要是生物油，同时伴随副产物热解残炭及少量气体。一方面，生物油经进一步精炼可以得到高附加值化学品，也可以作为燃油应用于发动机；另一方面，残炭可以当做生物肥料改善土壤结构，也可以进一步处理获得炭黑，作为轮胎添加剂加以使用。目前主要的热裂解液化装置主要有流化床反应器、循环流化床反应器、固定床反应器、烧蚀反应器、旋转锥反应器等，以上反应器基本都以石英砂作为热载体，惰性气体作为保护气，主要以电加热方式为主，由于成本以及反应器本身热传递等问题的存在造成设备规模较小，基本上仍处于研究阶段。

钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业。中国钢铁工业自20世纪90年代以来快速发展，2000年粗钢产量达到3.52亿吨，约占世界粗钢产量的31％，随着钢产量的增长，钢铁工业产生固体废弃物的总量越来越多，其中高炉渣占很大比例，约50％。高炉渣废料具有大量热，目前一般是将高炉渣进行淬冷，产生热蒸汽，用于取暖，其余全部白白浪费，同时高炉水渣含水率高达10％以上，而且如果作为生产水泥的原料，生产时必须进行干燥处理，仍要消耗一定的能源。最后，对于水渣系统而言，电耗和系统维护的工作量也非常大。因此，以高温炉渣为热载体，生物质为原料，进行生物质热解液化，对提高炉渣其利用率以及进行合理处理，以及减缓能源危机和改善社会环境具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种以高温散体炉渣为热载体、流化床为生物质烘干器以及螺旋反应器作为热解反应器的新型生物质热解生产液体燃料联产生物炭系统。

本发明采用的具体技术方案是：

一种新型生物质热解生产液体燃料联产生物炭系统，包括螺旋反应器，螺旋反应器连接生物质喂料器，其特征是，还包括高炉，高炉连接炉渣粒化器，炉渣粒化器通过流量控制阀连接螺旋反应器，所述炉渣粒化器上部设有炉渣入料口和气体出口，炉渣入口处安装有成型模具，下部设有炉渣出口，还包括高速电机，高速电机连接转动轴，转动轴顶部设置弧形转盘，下部设置旋转刮刀，旋转刮刀与炉渣出口配合，在弧形转盘下方设置喷嘴风管。

其中，流量控制阀采用抽板式阀门，包括挡板和螺杆，通过转动把手实现开关的闭合程度，调节炉渣流量。

本发明中，螺旋反应器为热解反应器，高炉产生高温熔融态炉渣，通过炉渣粒化器用于将高温熔融态炉渣粒化形成固体颗粒，生物质与高温炉渣颗粒从上方入口进入，在流动过程中实现混合接触换热，完成热解反应，热解气从右侧上方流出，残炭及炉渣从右侧下方流出。

其中，螺旋反应器固相出口通过管路依次连接翻版卸灰阀、生物炭及炉渣收集箱和生物炭/炉渣分离器。

其中，在所述生物炭及炉渣收集箱均布有风管，用于收集热量后通过高温烟气引风机送入流化床烘干器；下方安有蛟龙，用于炉渣及残炭的排出。

其中，螺旋反应器通过气相管路依次连接旋风分离器和生物油冷凝器，将生产的热解气冷凝为生物油。

其中，生物质喂料器连接流化床烘干器，炉渣粒化器内热风经气固分离器分离后，有高温烟气引风机送入流化床烘干器。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1)将炉渣与生物质热解相结合，既解决了高炉渣利用方式，提高了能量回收利用效率，又解决了热解液化能量供应问题，降低了生物油成本。

2)炉渣粒化气入口设有成型模具，保证了炉渣颗粒大小均匀，同时，在炉渣粒化器下方采用旋转刮刀，实现了高温粒化炉渣的收集，以及对大块炉渣的二次破碎处理，防止了大块炉渣对后续设备的影响。

4)采用对残炭及炉渣收集箱布置风管的方式，对余热进行回收，同时与粒化器差生余热，一起送入采用流化床，对生物质进行干燥处理，节约了生物质前期预处理成本，提高了热解效率。

5)采用螺旋热解反应器，很好的实现了生物质粉和炉渣的混合，同时加快了热质传递效率，不采用惰性气体为载气，避免了流化床等方式引起的热解气含碳量大以及冷激负荷大的问题，降低了后续处理设备成本。

附图说明

图1是本发明的设备流程示意图；

图2是炉渣粒化器结构示意图；

图3是抽板式流量控制阀；

图中，1-高炉，2-炉渣粒化器，2-1-熔渣入料口，2-2-弧形转盘，2-3-喷嘴风管，2-4-旋转刮刀，2-5-高速电机，2-6-炉渣出口，2-7-气体出口，3-抽板式流量控制阀，3-1-挡板，3-2-螺杆，4-螺旋反应器，5-翻版卸灰阀，6-生物炭及炉渣收集箱，7-生物炭/炉渣分离器，8-高温烟气引风机，9-生物质喂料器，10-旋风除尘器，11-生物油冷凝器，12-三通阀门，13-流化床烘干器，14-高温烟气引风机，15-气固分离器。

具体实施方式

如图1所示，

一种高炉渣生物质热解系统，包括高炉1，高炉1连接炉渣粒化器2，炉渣粒化器2通过抽板流量控制阀3连接螺旋反应器4，螺旋反应器4连接生物质喂料器9，螺旋反应器9通过气相管路依次连接旋风分离器10和生物油冷凝器11。

生物质喂料器9连接流化床烘干器13，炉渣粒化器2内热风经气固分离器15分离后，有高温烟气引风机14送入流化床烘干器13；螺旋反应器4固相出口通过管路依次连接翻版卸灰阀5、生物炭及炉渣收集箱6和生物炭/炉渣分离器7，生物炭及炉渣收集,7均布有风管，用于收集热量后通过高温烟气引风机8送入流化床烘干器13。

如图2所示，炉渣粒化器2上部设有带成型模具的炉渣入料口2-1，和气体出口2-7，下部设有炉渣出口2-6，还包括高速电机2-5，高速电机2-5连接转动轴，转动轴顶部设置弧形转盘2-2，下部设置旋转刮刀2-4，旋转刮刀2-4与炉渣出口2-6配合，将炉渣粉碎并送入下工序，在弧形转盘2-2下方设置喷嘴风管2-3。

如图3所示，抽板式流量控制阀3，包括挡板3-1和螺杆3-2，通过转动把手实现开关的闭合程度，调节炉渣流量。