一种生物质热解系统及方法与流程

本发明涉及生物化工技术领域，具体为一种生物质热解系统及方法。

背景技术

生物质热解是指在隔绝空气或供给少量空气的条件下，通过热化学转换，将生物质转变成为木炭、液体和气体等低分子物质的过程。生物质热解技术能够以较低的成本、连续化生产工艺，将常规方法难以处理的低能量密度的生物质转化为高能量密度的气、液、固产物，减少了生物质的体积，便于储存和运输。同时还能从生物油中提取高附加值的化学品。

生物质热解是指在隔绝空气或供给少量空气的条件下，通过热化学转换，将生物质转变成为木炭、液体和气体等低分子物质的过程。热解的产物包括燃料油、木焦油、木煤气、木炭等，如果升温速率为1000℃/s以上时，热解油的产率可以达到60％以上。控制热解中相应的条件(主要是反应温度、升温速率、停留时间)参数，可以得到不同的热解产品。生物质热解技术能够以较低的成本、连续化生产工艺，将常规方法难以处理的低能量密度的生物质转化为高能量密度的气、液、固产物，减少了生物质的体积，便于储存和运输。同时还能从生物油中提取高附加值的化学品。

传统的生物质热解系统方法效率低，并且热解不够全面，容易造成资源浪费，功能性较差，那么如何设计出一种生物质热解系统及方法，这成为我们需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物质热解系统及方法，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质热解系统及方法，包括催化密封罐、搅拌混合罐和电热质解罐，所述催化密封罐的底部设有固定垫盘，所述催化密封罐的右下侧设有排出弯管，所述排出弯管的右侧固定连接搅拌混合罐，所述搅拌混合罐的右侧连接通液管，所述通液管的右端连接电热质解罐，所述催化密封罐的左侧设有入液端口，所述催化密封罐的右侧设有催化溶液箱，所述催化溶液箱的左侧连通输液柱盘，所述输液柱盘的左侧连接固定喷头，所述搅拌混合罐的顶部设有旋转电机，所述旋转电机的底部连接减速机，所述减速机的底部转动连接旋转轴杆。

作为本发明的进一步优选方式，所述旋转轴杆的外侧包裹活性炭凸球，所述旋转轴杆的上下等距均匀分布搅杆。

作为本发明的进一步优选方式，所述电热质解罐的内部设有绝缘挡柱，所述绝缘挡柱的内侧均设有热解电极，所述电解质解罐的底部设有控温组件，所述电热质解罐的右侧设有排液端口。

作为本发明的进一步优选方式，所述控温组件包括加热电阻、继电器和温度传感器，所述加热电阻、继电器和温度传感器整体呈串行电路连接。

作为本发明的进一步优选方式，所述电热质解罐的右上侧设有废气收集罐，所述废气收集罐的内部设有气液分离板，所述废气收集罐的右上侧连接储气罐。

作为本发明的进一步优选方式，所述旋转电机的转速范围区间设为1800-2400r/min。

作为本发明的进一步优选方式，所述控温组件的加热温度控制在400-1200℃。

作为本发明的进一步优选方式，还包括热解方法具体如下，

s1，首先对生物质进行催化加工处理，将原料送入催化密封罐，然后配合将右侧的催化溶液箱内部的液体送入，然后进行充分的浸泡，控制时间在1.2-3.2h，保证原料充分接触催化溶液；

s2、完成催化处理过后，将原料送入搅拌混合罐，通过高速离心旋转并配合使用搅拌轴杆外侧的活性炭凸球吸附杂质，保证热解的纯度，搅拌控制温度在65-85℃，持续5-45min；

s3、搅拌处理过后的原料进入电热质解罐，使用控温组件进行控制温度，同时配合使用热解电极进行电能热解，保证原料热解，充分脱水；

s4、对热解过程中的废气进行收集，及时更换储气罐，保持废气收集罐气压低于205kpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明无热载体，反应工艺简单，且温度分布均匀，系统热效率高，能通过控温组件进行控温热解，并且在反应过程中能将废气进行收集，防止污染，同时在热解前可以进行催化和充分的混合溶解，整体热解更加充分，资源浪费少，设备成本低，值得推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种生物质热解系统及方法的结构示意图；

图2为本发明一种生物质热解系统及方法的控温组件原理结构示意图。

图中:催化密封罐-1、搅拌混合罐-2、电热质解罐-3、固定垫盘-4、排出弯管-5、通液管-6、入液端口-8、催化溶液箱-9、输液柱盘-10、固定喷头-11、旋转电机-12、减速机-13、旋转轴杆-14，搅杆-15，绝缘挡柱-16、热解电极-17、控温组件-18、排液端口-19、加热电阻-20、继电器-21、温度传感器-22、废气收集罐-23、气液分离板-24、储气罐-25。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种生物质热解系统及方法，包括催化密封罐1、搅拌混合罐2和电热质解罐3，所述催化密封罐1的底部设有固定垫盘4，所述催化密封罐1的右下侧设有排出弯管5，所述排出弯管5的右侧固定连接搅拌混合罐2，所述搅拌混合罐2的右侧连接通液管6，所述通液管6的右端连接电热质解罐3，所述催化密封罐1的左侧设有入液端口8，所述催化密封罐1的右侧设有催化溶液箱9，所述催化溶液箱9的左侧连通输液柱盘10，所述输液柱盘10的左侧连接固定喷头11，所述搅拌混合罐2的顶部设有旋转电机12，所述旋转电机12的底部连接减速机13，所述减速机13的底部转动连接旋转轴杆14。

所述旋转轴杆14的外侧包裹活性炭凸球，所述旋转轴杆14的上下等距均匀分布搅杆15。

所述电热质解罐3的内部设有绝缘挡柱16，所述绝缘挡柱16的内侧均设有热解电极17，所述电解质解罐3的底部设有控温组件18，所述电热质解罐3的右侧设有排液端口19。

所述控温组件18包括加热电阻20、继电器21和温度传感器22，所述加热电阻20、继电器21和温度传感器22整体呈串行电路连接。

所述电热质解罐3的右上侧设有废气收集罐23，所述废气收集罐23的内部设有气液分离板24，所述废气收集罐23的右上侧连接储气罐25。

所述旋转电机12的转速范围区间设为1800-2400r/min。

所述控温组件18的加热温度控制在400-1200℃。

还包括热解方法具体如下，

s1，首先对生物质进行催化加工处理，将原料送入催化密封罐，然后配合将右侧的催化溶液箱内部的液体送入，然后进行充分的浸泡，控制时间在1.2-3.2h，保证原料充分接触催化溶液；

s2、完成催化处理过后，将原料送入搅拌混合罐，通过高速离心旋转并配合使用搅拌轴杆外侧的活性炭凸球吸附杂质，保证热解的纯度，搅拌控制温度在65-85℃，持续5-45min；

s3、搅拌处理过后的原料进入电热质解罐，使用控温组件进行控制温度，同时配合使用热解电极进行电能热解，保证原料热解，充分脱水；

s4、对热解过程中的废气进行收集，及时更换储气罐，保持废气收集罐气压低于205kpa。

本发明方法的参数表格如下：表1

传统的参数表格如下：表2

通过表1和表2明显看出本发明更优。

综上述，本发明无热载体，反应工艺简单，且温度分布均匀，系统热效率高，能通过控温组件进行控温热解，并且在反应过程中能将废气进行收集，防止污染，同时在热解前可以进行催化和充分的混合溶解，整体热解更加充分，资源浪费少，设备成本低，值得推广。

本发明的催化密封罐-1、搅拌混合罐-2、电热质解罐-3、固定垫盘-4、排出弯管-5、通液管-6、入液端口-8、催化溶液箱-9、输液柱盘-10、固定喷头-11、旋转电机-12、减速机-13、旋转轴杆-14，搅杆-15，绝缘挡柱-16、热解电极-17、控温组件-18、排液端口-19、加热电阻-20、继电器-21、温度传感器-22、废气收集罐-23、气液分离板-24、储气罐-25，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是传统的生物质热解系统方法效率低，并且热解不够全面，容易造成资源浪费，功能性较差。本发明无热载体，反应工艺简单，且温度分布均匀，系统热效率高，热解更加充分，资源浪费少，设备成本低，值得推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。