生物质快速热解的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于可再生能源中的生物质高效清洁利用技术领域，具体而言，本实 用新型设及一种生物质快速热解的系统。
【背景技术】
[0002] 生物质热解液化是生物质在完全缺氧或有限氧供给的情况下受热后主要降解为 液体产物W及一部分气体产物和固体产物的过程。影响生物质热解液化最主要的四个参数 是：10 4~105°C /s的加热速率、500°C左右的反应溫度、不超过2s的气相滞留时间和生物油 的快速冷凝与收集。针对热解液化的条件，国内外开发的生物质快速热解液化系统的反应 器主要包括：流化床、旋转锥、烧蚀床和移动床等，根据所采用热载体可W分为气体载体、固 体载体和无热载体型。由于该项技术从20世纪70年代才开始发展，所采用的反应器基本 参考了石油化工、煤化工方面的器型，针对生物质快速热解运种原料结构复杂、反应条件苛 刻的特殊工艺，需要开发更适合各种原料种类、结构简便、易于实现工业化的系统，促进对 生物质运种可再生能源的高效、清洁利用，W缓解我国能源供应紧张和环境污染的问题。
[0003] 因此，现有的生物质快速热解技术有待进一步研究。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实 用新型的一个目的在于提出一种生物质快速热解的系统，该系统可W将生物质转化为高附 加值的生物油，从而实现生物质的高效、清洁利用，并且极大简化了快速热解反应工艺流 程。 阳〇化]在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种生物质快速热解的系统。根据 本实用新型的实施例，该系统包括：
[0006] 快速热解反应器，
[0007] 所述快速热解反应器包括：
[0008] 反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分 散区、热解区和出料区；
[0009] 多层蓄热式福射管，所述多层蓄热式福射管在所述热解区中沿所述反应器本体高 度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式福射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式福射 管；
[0010] 布料器；
[0011] 生物质入口，所述生物质入口位于所述分散区且位于所述布料器的上方；
[0012] 布料气入口，所述布料气入口位于所述分散区且与所述布料器相连通，W便采用 布料气将所述布料器中的生物质吹出进入分散区，均匀地落入热解区；
[0013] 多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解 区；
[0014] 半焦出口，所述半焦出口设置在所述出料区；
[0015] 所述快速热解反应器适于采用所述蓄热式福射管对生物质进行快速热解处理，W 便得到半焦和热解气；
[0016] 冷渣机，所述冷渣机与所述半焦出口相连，且适于对半焦进行冷却处理；W及
[0017] 喷淋塔，所述喷淋塔与所述热解气出口相连，且适于采用冷却液对所述热解气进 行喷淋处理，W便得到生物油和燃气。
[0018] 在本实用新型的生物质快速热解反应系统中，蓄热式福射管W多层的方式布置。 相邻的两个蓄热式福射管在水平方向上和竖直方向上W-定的间距隔开。
[OOW 温麼场
[0020] 根据本实用新型的一个实施例，多层蓄热式福射管用于提供热源，使得在热解区 形成一个或多个溫度场，并且每个溫度场的溫度是均匀的，由此，在热解区形成溫度梯度。
[0021] 例如，在本实用新型的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解 段和完全热解段。（即，形成了 3个溫度场）
[0022] 溫度场的个数W及溫度梯度可根据需要设置。
[0023] 溫度场的溫度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式福射管在水平方向和/或 竖直方向上的个数；蓄热式福射管的层数；蓄热式福射管彼此之间的间距（竖直方向和/ 或水平方向）；各蓄热式福射管本身的溫度；等等。
[0024] 在本实用新型的一个实施例中，蓄热式福射管上设置有燃气调节阀，用于调整通 入蓄热式福射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式福射管的溫度。 阳做]蓄热式猛射管
[00%] 蓄热式福射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷 出时形成溫度梯度，即，从燃烧器向外溫度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生 的火焰在喷出时也形成溫度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个溫度梯 度叠加，使得溫度互补，导致整个蓄热式福射管整体的溫度均匀。例如，单根所述蓄热式福 射管上的溫度差不大于30°C。
[0027] 本实用新型的生物质快速热解反应系统使用本实用新型的蓄热式福射管的布置 方式，由于蓄热式福射管本身固有的属性（如上所述，在蓄热式福射管两端的燃烧器能够 快速交替燃烧，实现蓄热式燃烧），允许根据需要在反应器布置一个或多个不同的溫度场， 实现溫度梯度并且确保每个溫度场具有均匀的溫度。
[0028] 在本实用新型的一个实施方案中，各蓄热式福射管的溫度相同或不同，只要确保 溫度场的溫度均匀即可。
[0029] 在本实用新型的一个实施方案中，介于相邻蓄热式福射管之间的间距可W相同或 不同，只要确保溫度场的溫度均匀即可。例如，相邻所述蓄热式福射管外壁间的水平距离和 竖直距离分别独立地为100~500mm，例如200~300mm，例如200mm，例如300mm。
[0030] 在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在预 热段中的各蓄热式福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保预热段的溫度均匀即可。
[0031] 在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在快 速热解段中的各蓄热式福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保快速热解段的溫度 均匀即可。
[0032] 在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在完 全热解段中的各蓄热式福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保完全热解段的溫度 均匀即可。
[0033] 虽然并不限于理论，但据信，如果生物质在热解区不能均匀受热，局部溫度过高则 导致热解过程中局部生物油发生高溫裂解，使热解产物中部分能产生物油的高分子物质直 接生成了燃气和半焦，或者局部溫度过低则导致热解过程中局部生物质热解不充分，致使 生物质中的挥发分不能释放出来，从而降低了生物油产率。
[0034] 在本实用新型中，当蓄热式福射管被布置成形成一个或多个溫度场时，由于溫度 场各自的溫度是大致均匀的，因此，生物质在落入各溫度场时均匀受热，发生反应的程度大 体相同。由此，顺而避免生物油产率下降。 阳的引 热解气的快巧导出
[0036] 利用本实用新型的生物质快速热解反应系统，能够在生物质热解之后实现热解气 的快速导出。具体而言，在本实用新型的一个实施方案中，生物质快速热解反应系统的反应 器在热解区的侧壁和/或分散区的顶壁上设有一个或多个热解气出口。在热解反应过程 中，产生热解气，使得该反应器内部的压力升高。产生的热解气在升高的压力的驱使下快速 从热解气出口导出。
[0037] 在本实用新型的一个优选实施方案中，在反应器外部设有与热解气出口连通的抽 气装置，有利于将热解气从该反应器中快速导出。
[0038] 热解过程中产生的热解气从反应器侧部导出，而位于热解气出口处、反应器内侧 的热解气与上方落下来的物料接触，把进入反应器侧部的热解气中的细尘在所述物料重力 作用下被携带下落，使得导出的热解气中含尘率低，从而冷却后得到的生物油中含尘率低。
[0039] 热解气出口是至少 2 个，例如 2-100 个，3-80 个，5-70 个，10-50, 20-40, 30-40 个。 更具体而言，热解气出口是8个、15个、22个或28个。本实用新型并不限于此。
[0040] 热解气的快巧冷却
[0041] 从热解气出口导出的热解气通过冷却装置被快速冷却，由此将不可凝气体与生物 油分离。
[0042] 並进：
[0043] 另外本实用新型通过使用布料器，可W使得生物质在热解区中均匀分散，进而显 著提高装置的运行稳定性。
[0044] 牛物质
[0045] 通过设置的布料系统使小颗粒生物质分散的、均匀的进入热解反应器，小颗粒生 物质在均匀的溫度场中经换热，每个生物质颗粒都受热均匀，避免了生物质团聚造成升溫 速率不均匀和降低进而导致油气产率下降的问题。例如生物质粒径小于3mm。
[0046] 效果
[0047] 由于采用本实用新型的蓄热式福射管布置方式，生物质在热解过程中在反应器内 能够被快速升溫。同时产生的热解气能够被快速导出反应器并且被快速冷却。由此减少了 在热解过程、导出过程和冷却过程中可能发生的二次反应（该反应会降低生物油产率），因 此，所得的生物油产率被显著提高。
[0048] 同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比， 本实用新型的快速热解的系统不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可W极大简化快 速热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率。
[0049] 本实用新型通过采用特定的蓄热式福射管布置方式，可W在反应器中形成一个或 多个溫度场并能够确保每个溫度场的溫度均匀，同时允许反应器各个溫度场的溫度是可控 的。由此，使生物质在反应器中能够均匀受热，实现快速烘干和更充分的热解，进而提高了 生物油产率，提高了生物质的快速热解效率。
[0050] 另外，根据本实用新型上述实施例的生物质快速热解的系统还可W具有如