热解生物质的方法和系统的制作方法_4

文档序号:9560221阅读:来源:国知局
移动床热解反应器采用辐射管加热,使得辐射管中产生的烟气与油气混合物隔离,从而可以显著提高生物质油和热解气的品质,其次采用燃烧的方式对失活催化剂进行再生处理,并将所得到的再生催化剂热送至与混合物料进行混合,不仅可以解决现有技术中生物质催化热解过程中催化剂用量大的问题,而且可以作为固体热载体将热量传递给生物质,从而进一步提高生物质的催化热解效率,另外通过将燃烧过程中产生的供热烟气返回移动床热解反应器的辐射加热管作为热源使用,可以实现系统中余热的高效利用,从而显著降低处理成本。
[0088]下面参考图7-11对本发明实施例的热解生物质的系统进行详细描述。根据本发明的实施例,该系统包括:
[0089]混合装置100:根据本发明的实施例,混合装置100具有生物质入口 101、催化剂入口 102和混合物料出口 103,且适于将生物质与催化剂进行混合处理,从而可以得到混合物料。
[0090]根据本发明的一个实施例,生物质和催化剂的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,生物质可以为选自秸杆、锯末、稻壳和松木肩中的至少一种,催化剂可以为金属盐,优选钠盐和钾盐,更优选钠盐,例如可以为碳酸钾、碳酸钠。发明人发现,采用钠盐作为生物质热解过程的催化剂,随着钠盐浓度的增加,生物质的热解反应更剧烈,从而可以显著提高生物质的催化热解效率。
[0091 ] 移动床热解反应器200:根据本发明的实施例,移动床热解反应器200具有混合物料入口 201、供热烟气入口 202、降温烟气出口 203、油气混合物出口 204和固体热解产物出口 205,混合物料入口 201与混合物料出口 103相连,且适于将混合物料进行热解处理,从而可以得到油气混合物以及含有生物炭和失活催化剂的固体热解产物。具体的,移动床热解反应器上设置有多个辐射加热管,该辐射加热管通过燃烧燃料或供给高温烟气为移动床热解反应器提供辐射热源,含有生物质和催化剂的混合物料在移动床热解反应器内部进行热解处理,产生的油气混合物经反应器顶部管道排出。由此,通过采用移动床热解反应器对生物质进行热解处理,由于移动床热解反应器采用辐射管加热,使得热解过程中混合物料受热均匀,从而可以显著提高生物质的催化热解效率,同时移动床热解反应器采用辐射管加热,使得辐射管中产生的烟气与油气混合物隔离,从而可以显著提高生物质油和热解气的品质。
[0092]冷却装置300:根据本发明的实施例,冷却装置300具有油气混合物入口 301、生物质油出口 302和热解气出口 303,油气混合物入口 301与油气混合物出口 204相连,且适于将上述得到的油气混合物进行冷却处理,从而可以得到生物质油和热解气。由此,可以实现油气混合物中的生物质油和热解气的分离。根据本发明的具体实施例,可以对分离所得到的热解气进行净化处理,从而可以得到净化热解气。需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需要对冷却处理和净化处理的条件进行选择。
[0093]催化剂再生装置400:根据本发明的实施例,催化剂再生装置400具有空气入口401、固体热解产物入口 402、供热烟气出口 403和固体产物出口 404,固体热解产物入口 402与固体热解产物出口 205相连,供热烟气出口 403与供热烟气入口 202相连,且适于将含有生物炭和失活催化剂的固体热解产物与空气进行燃烧,以便得到供热烟气以及含有热灰和再生催化剂的固体产物,并将供热烟气返回移动床热解反应器的辐射加热管作为热源使用,以便得到降温烟气。由此,通过将含有生物炭和失活催化剂的固体热解产物与空气进行燃烧,可以对失活催化剂进行再生,而其中的生物炭燃烧变为热灰,并伴随着产生供热烟气,从而可以解决现有技术中生物质催化热解过程中催化剂用量大的问题,并且将产生的供热烟气供给至移动床热解反应器的蓄热加热管作为热源使用,可以实现供热烟气余热的高效利用,从而可以显著降低系统能耗。具体的,可以通过风机鼓入空气与含有生物炭和失活催化剂的固体热解产物进行燃烧。
[0094]分离装置500:根据本发明的实施例,分离装置500具有固体产物入口 501、再生催化剂出口 502和热灰出口 503,固体产物入口 501与固体产物出口 404相连,再生催化剂出口 502与催化剂入口 102相连,且适于将以上所得到的含有热灰和再生催化剂的固体产物进行分离处理,从而可以分别得到再生催化剂和热灰,并将分离得到的再生催化剂返回混合装置100与混合物料混合。由此,通过将所得到的再生催化剂热送至与混合物料进行混合,不仅可以解决现有技术中生物质催化热解过程中催化剂用量大的问题,而且可以作为固体热载体将热量传递给生物质,从而进一步提高生物质的催化热解效率。
[0095]根据本发明实施例的热解生物质的系统通过采用移动床热解反应器对生物质进行热解处理,由于移动床热解反应器采用辐射管加热,使得热解过程中混合物料受热均匀,从而可以显著提高生物质的催化热解效率,同时移动床热解反应器采用辐射管加热,使得辐射管中产生的烟气与油气混合物隔离,从而可以显著提高生物质油和热解气的品质,其次采用燃烧的方式对失活催化剂进行再生处理,并将所得到的再生催化剂热送至混合装置与生物质原料进行混合,不仅可以解决现有技术中生物质催化热解过程中催化剂用量大的问题,而且可以作为固体热载体将热量传递给生物质,从而进一步提高生物质的催化热解效率,另外通过将燃烧过程中产生的供热烟气返回移动床热解反应器的辐射加热管作为热源使用,可以实现系统中余热的高效利用,从而显著降低处理成本。
[0096]参考图8,根据本发明实施例的热解生物质的系统进一步包括:
[0097]干燥装置600:根据本发明的实施例,干燥装置600与生物质入口 101相连,且适于在将生物质与催化剂在混合装置100中进行混合处理之前,可以预先对生物质进行干燥处理。由此,可以有效降低生物质中的水分,从而进一步提高生物质的催化热解效率。需要说明是,本领域技术人员可以根据实际需要对干燥处理的具体条件进行选择。
[0098]参考图9,根据本发明实施例的热解生物质的系统进一步包括:
[0099]第一除尘装置700:根据本发明的实施例,第一除尘装置700具有油气混合物进口701、除尘后油气出口 702和固体颗粒出口 703,油气混合物进口 701与油气混合物出口 204相连,除尘后油气出口 702与油气混合物入口 301相连,固体颗粒出口 703与固体热解产物入口 402相连,且适于在将油气混合物进行冷却处理之前,预先对油气混合物进行除尘处理,从而可以得到除尘后油气和固体颗粒,并将得到的固体颗粒返回催化剂再生装置400。由此,通过对油气混合物进行油气分离之前预先进行除尘处理,可以有效回收油气混合物中携带的生物炭和失活催化剂颗粒,从而不仅可以生物质油和热解气的品质,而且可以显著原料的利用率。
[0100]参考图10,根据本发明实施例的热解生物质的系统进一步包括:
[0101]第二除尘装置800:根据本发明的实施例,第二除尘装置800具有含尘供热烟气入口 801、除尘后供热烟气出口 802和细灰出口 803,含尘供热烟气入口 801与供热烟气出口403相连,除尘后供热烟气出口 802与供热烟气入口 202相连,且适于在将供热烟气返回移动床热解反应器的辐射加热管作为热源使用之前,预先对供热烟气进行除尘处理,从而得到除尘后供热烟气和细灰。由此,可以实现后续过程中供热烟气中物料余热的高效利用。
[0102]参考图11,根据本发明实施例的热解生物质的系统进一步包括:
[0103]换热装置900:根据本发明的实施例,换热装置900具有热灰入口 901、降温烟气入口 902、升温烟气出口 903和灰渣出口 904,热灰入口 901与热灰出口 503和细灰出口 803中的至少之一相连,降温烟气入口 902与降温烟气出口 203相连,升温烟气出口 903与干燥装置600相连,且适于在将热灰和细灰中的至少之一与降温烟气进行换热处理,从而可以得到升温烟气和灰渣,并将升温烟气返回干燥装置600对生物质进行干燥处理。具体的,通过将升温烟气与生物质接触传热,不仅可以对生物质进行干燥处理,而且可以降低烟气的温度,从而省去了对烟气进行降温工序,并且将所得到的降温后的烟气通过烟囱直接排出。由此,通过将热灰和细灰中的至少之一与热解过程中的辐射加热管产生的烟气进行接触,可以将热灰和细灰的至少之一所携带的余热传递给烟气,在后续过程中采用升温烟气对生物质进行干燥处理,从而可以实现系统内部余热的高效利用,进而进一步降低能耗成本。
[0104]下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说
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