联合水洗-烘焙预处理生物质微波热解多联产的系统装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种生物质微波热解多联产的方法，特别是设及一种联合水洗-烘赔 预处理的生物质微波热解多联产的方法。
【背景技术】
[0002] 生物质热解是开发利用生物质的重要途径之一，热解可产生生物质半焦、合成气 和生物油=种产物。传统加热方式下的生物质热解中，热量通过导热或对流方式由物料表 面向内部传递，而微波加热则是W耗散的形式将微波能转化为热能，能够产生整体均匀性 加热，且加热速率快，将导致一些不同于传统热解的热解条件，最终形成不同热解特性。
[0003] 生物质通常碱金属和碱±金属含量高，不经预处理直接热解会产生诸多不利影 响，如热解半焦中碱金属和碱±金属会降低半焦的灰烙点，在后续的半焦燃烧和气化等设 备中引起结渣等问题；碱金属和碱±金属在热解过程中改变生物质热解的反应路径并催化 生物油的二次裂解，减少生物油的产率并增加生物油中小分子成分如酸、酬、醒等成分，使 生物油稳定性变差且成分复杂；碱金属和碱±金属在热解过程中促进&〇和c〇2的生成，热 解合成气热值减少，影响其利用效率。
[0004] 为提高热解产物的品质特别是热解生物油的品质，生物质原料烘赔预处理是一种 简单有效的方法。生物质主要由半纤维素、纤维素和木质素=组分组成，半纤维素热解易产 生水分和酸类化合物，烘赔预处理通过控制温度低温热解有效的减少生物质中半纤维素含 量，增加了纤维素和木质素的含量，减少生物油的含水率和PH值，增量了生物油的品质。但 单独的烘赔预处理减少了生物油的产率，有效的组合预处理技术提高生物质微波热解的产 品特性具有很广阔的前景。
【发明内容】
[000引发明目的；针对上述现有技术，提供一种新型的低成本、系统化的生物质微波热解 制取高品质生物质半焦、生物油和合成气的技术方法，提高了热解S相产物的品质。
[0006] 技术方案；一种联合水洗-烘赔预处理生物质微波热解多联产的方法，将生物质 原料经过简单破碎后送入水洗装置进行水洗1~6小时；水洗后的生物质进入预干燥装置 进行预干燥，将水洗后的生物质干燥至含水率为10%~30% ;预干燥后的生物质进入微波 烘赔反应器进行烘赔预处理，烘赔温度200~300°C ;烘赔预处理后的固体产物进入微波热 解反应器进行热解，热解温度500~550°C，热解中产生的挥发分气体通过喷淋式冷凝器收 集生物油，收集到的生物油流入储油罐，热解中产生的不可冷凝气体从喷淋式冷凝器的上 口排入储气瓶，热解中产生的生物质半焦进入液-固换热器进行降温后进入半焦收集箱；
[0007] 其中，生物质在所述微波烘赔反应器中进行烘赔预处理时生成的挥发分物质进 入多孔介质燃烧器燃烧，燃烧后产生的高温烟气作为所述预干燥装置的热源，所述高温烟 气经过所述预干燥装置后生成的乏汽通入储水罐，乏汽中的水分和潜热被储水罐中的水回 收，所述储水罐中的低温水进入所述液-固换热器并吸收热解中产生的生物半焦的显热后 再通入所述水洗装置，所述水洗装置中的水洗液排入所述储水罐。
[000引进一步的，所述通过喷淋式冷凝器收集生物油时的喷淋液体为储油罐中降温后的 生物油。
[0009] 一种用于所述联合水洗-烘赔预处理生物质微波热解多联产的方法的装置，包括 水洗塔、烟气对流干燥床、低功率微波烘赔炉、高功率微波热解炉、喷淋式冷凝器、储气罐、 储油罐、油累、液-固换热器、低热值气体多孔介质燃烧器、储水罐、循环累、水累；水洗塔的 出料口连接烟气对流干燥床的入料口，烟气对流干燥床的出料口连接低功率微波烘赔炉的 入料口，低功率微波烘赔炉的出料口连接高功率微波热解炉的入料口，低功率微波烘赔炉 的顶端烟气出口连接低热值气体多孔介质燃烧器的入口，低热值气体多孔介质燃烧器烟气 通过管道连接烟气对流干燥床的烟气入口，烟气对流干燥床的乏汽出口连接储水罐，高功 率微波热解炉的挥发气体出料口连接喷淋式冷凝器的入料口，高功率微波热解炉的半焦出 料口连接液-固换热器的入料口，喷淋式冷凝器的挥发分气体出料口连接储气罐，喷淋式 冷凝器的生物油出口连接储油罐，储油罐的底部出口通过油累连接到喷淋式冷凝器的喷淋 液体入口，水洗塔的水洗液排出口通过水累连接到储水罐，储水罐的出水口通过循环累连 接到液-固换热器的入水口，液-固换热器的出水口连接到水洗塔的入水口。
[0010] 有益效果；本发明公开的一种新型的低成本、系统化的生物质微波热解制取高品 质生物质半焦、生物油和合成气的装置和方法，提高了热解=相产物的品质，为生物质特别 是高碱金属和碱±金属含量的农林类生物质的利用提供了一种新的途径。本发明与现有 技术相比，本发明显著优点有；（1)对简单破碎后的生物质进行水洗处理过程有效移除生 物质中杂质和部分碱金属和碱±金属，提高热解生物质半焦的热值和灰烙点，同时增加了 热解生物油的产率并提高其稳定性；（2)微波烘赔预处理过程热分解了生物质中的半纤维 素，减少了热解生物油中的水分和酸、酬等不稳定成分，进一步提升微波热解生物油的品 质；（3)微波烘赔预处理过程产生的低热值挥发分气体得到有效利用，为生物质的预干燥 过程提供热源，整个系统能效高；(4)水循环系统有效回收干燥过程乏汽中的水分和潜热， 并且热解生物质半焦的显热也得到有效回收，整个系统处理过程中乏气排放量少；(5)水 洗温度、水洗时间、烘赔温度、烘赔时间、热解温度、热解时间等重要操作参数均可根据具体 生物质原料特性调节，系统运行安全性高、成本低。
【附图说明】
[0011] 附图1为本发明联合水洗-烘赔预处理生物质微波热解多联产的系统组成图；
[0012] 图中；1-水洗塔，2-烟气干燥床，3-微波烘赔炉，4-微波热解炉，5-喷淋式冷凝装 置，6-储气罐，7-储油罐，8-油累，9-液-固换热器，10-低热值气体多孔介质燃烧器，11-储 水罐，12-排气口，13-进水管口，14-排水管口，15-循环累，16-水累。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0014] 如图1所示，一种联合水洗-烘赔预处理生物质微波热解多联产的装置，包括水洗 塔1、烟气对流干燥床2、低功率微波烘赔炉3、高功率微波热解炉4、喷淋式冷凝器5、储气 罐6、储油罐7、油累8、液-固换热器9、低热值气体多孔介质燃烧器10、储水罐11、循环累 15、水累16。水洗塔1的出料口连接烟气对流干燥床2的入料口，烟气对流干燥床2的出 料口连接低功率微波烘赔炉3的入料口，低功率微波烘赔炉3的出料口连接高功率微波热 解炉4的入料口，低功率微波烘赔炉3的顶端烟气出口连接低热值气体多孔介质燃烧器10 的入口，低热值气体多孔介质燃烧器10烟气通过管道连接烟气对流干燥床2的烟气入口， 烟气对流干燥床2的乏汽出口连接储水罐11，高功率微波热解炉4的挥发气体出料口连接 喷淋式冷凝器5的入料口，高功率微波热解炉4的半焦出料口连接液-固换热器9的入料 口，喷淋式冷凝器5的挥发分气体出料口连接储气罐6,喷淋式冷凝器5的生物油出口连接 储油罐7,储油罐7的底部出口通过油累8连接到喷淋式冷凝器5的喷淋液体入口，水洗塔 1的水洗液排出口通过水累16连接到储水罐11，储水罐11的出水口通过循环累15连接到 液-固换热器9的入水口，液