生物质下行床快速催化热解反应器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种生物质下行床快速催化热解反应器，包括：料斗、锥形分料器、辐射管、导料板和催化剂喷口，其中，料斗与热解反应器的物料入口相连；锥形分料器设置在物料入口的下方；辐射管沿热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管；导料板的上端固定在热解反应器的侧壁上，并且导料板的下端以与热解反应器的侧壁呈15°‑45°夹角的方式向热解反应器内部下方延伸；催化剂喷口设置在热解反应器竖直高度H的1/15H‑2/3H区间内，且位于导料板下端的正下方。该生物质下行床快速催化热解反应器采用催化剂喷射均匀混合的方法进行生物质催化裂解，有效提高生物油产率，降低生物油pH值。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化工领域，具体而言，本技术涉及生物质下行床快速催化热解反应器。
技术介绍
生物质能是地球第四大资源，仅次于煤炭、石油、天然气，同时也是储量最大的可再生能源。生物质具有分布广泛、储量丰富、可再生性、低污染性等特点，是最具潜力的化石能源替代能源之一。目前，生物质能的能源化利用方式主要以发酵生产燃料、沼气，气化，快速热解，炭化为主。其中，发酵生产燃料、沼气主要应用草本植物，该技术生产周期长，产率较低等缺点限制其发展；气化生产燃气技术则由于燃气热值低，多应用于发电、工业供气方面，有一定的局限性；炭化技术得到的产品主要以固体生物炭为主，难以替代化石能源规模化应用；快速热解是指在无氧或限氧的条件下，将生物质快速升温至550℃左右，生成生物油、生物炭和热解气的过程。热解技术是唯一一种将生物质能源直接转化为液体燃料的技术。然而，经过热解技术得到的生物油组分极为复杂，pH值较低、含氧量高、热稳定性较差、粘度大等缺点使得生物油难以直接利用和储存。此外，生物油的后处理过程复杂、效果不佳且成本较高，使其难以工业化应用。生物质快速催化热解的方法来提高生物油的产率、提升生物油品质是目前生物质能源化利用的主要方向。目前，生物质快速催化热解中催化剂主要以与原料混合添加、热解油气滤过催化层的方式为主，其中混合添加难以实现催化剂的均匀催化，滤过催化层的方式则需外加热源保证催化层温度，且催化层易结焦失活，催化剂不易更换。
技术实现思路
本技术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，本技术的一个目的在于提出一种生物质下行床快速催化热解反应器，利用该反应器能有效提高生物油的产率及品质，工艺简单，且适合工业化推广。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种生物质下行床快速催化热解反应器，包括：料斗，所述料斗设置在所述热解反应器的顶部且与所述热解反应器的物料入口相连；锥形分料器，所述锥形分料器设置在所述热解反应器的物料入口的下方；辐射管，所述辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管，其中，沿所述热解反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置，辐射管根数的布置方式为：沿反应器竖直方向，辐射管层中的根数依次为N、N+1、N、N+1，由此使得辐射管根数交替布置，N≥1，其中，辐射管根数为N+1的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第一水平面，辐射管根数为N的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第二水平面；导料板，所述导料板的上端固定在所述热解反应器的侧壁上，并且所述导料板的下端以与所述热解反应器的侧壁呈15°-45°夹角的方式向所述热解反应器内部下方延伸，其中，所述导料板的上端处于所述第一水平面上，所述导料板的下端处于所述第二水平面上；催化剂喷口，所述催化剂喷口设置在所述热解反应器竖直高度H的1/15H-2/3H区间内，且位于所述导料板下端的正下方，其中，所述催化剂喷口被设置成使得催化剂喷入方向与辐射管长度方向垂直。采用上述实施例的生物质下行床快速催化热解反应器，将生物质原料输送至料斗中，生物质原料经锥形分料器分离后均匀下落，下落过程中生物质原料与辐射管直接接触，同催化剂采用催化剂喷口喷入，使催化剂与物料及热解油气充分接触，发生快速催化裂解反应，提高催化效率。另外，根据本技术上述实施例的生物质下行床快速催化热解反应器还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，所述热解反应器的热解油气出口设置在所述热解反应器侧壁的底部。进而热解油气排出过程可带动生物质原料，保证生物质原料依次通过催化热解区和二次催化热解区，完成催化热解反应。在本技术中，上述实施例的生物质下行床快速催化热解反应器，进一步包括：螺旋出料机，所述螺旋出料机与所述热解反应器的生物炭出口相连。进而提高生物炭的排出效率。在本技术中，所述热解反应器的侧壁周围设置有保温层。进而提高能源的利用率。附图说明图1是根据本技术一个实施例的生物质下行床快速催化热解反应器的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种生物质下行床快速催化热解反应器。根据本技术具体实施例的生物质下行床快速催化热解反应器，包括：料斗、锥形分料器、辐射管、导料板和催化剂喷口，其中，料斗设置在热解反应器的顶部且与热解反应器的物料入口相连；锥形分料器设置在热解反应器的物料入口的下方；辐射管沿热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管，其中，沿热解反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置，辐射管根数的布置方式为：沿反应器竖直方向，辐射管层中的根数依次为N、N+1、N、N+1，由此使得辐射管根数交替布置，N≥1，其中，辐射管根数为N+1的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第一水平面，辐射管根数为N的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第二水平面；导料板的上端固定在热解反应器的侧壁上，并且导料板的下端以与热解反应器的侧壁呈15°-45°夹角的方式向热解反应器内部下方延伸，其中，导料板的上端处于第一水平面上，导料板的下端处于第二水平面上；催化剂喷口设置在热解反应器竖直高度H的1/15H-2/3H区间内，且位于导料板下端的正下方，其中，催化剂喷口被设置成使得催化剂喷入方向与辐射管长度方向垂直。采用上述实施例的生物质下行床快速催化热解反应器，将生物质原料输送至料斗中，生物质原料经锥形分料器分离后均匀下落，下落过程中生物质原料与辐射管直接接触，同催化剂采用催化剂喷口喷入，使催化剂与物料及热解油气充分接触，发生快速催化裂解反应，提高催化效率。下面参考图1详细描述本技术具体实施例的生物质下行床快速催化热解反应器。根据本技术具体实施例的生物质下行床快速催化热解反应器100，包括：料斗10、锥形分料器20、辐射管30、导料板40和催化剂喷口50。根据本技术的具体实施例，料斗10设置在热解反应器100的顶部且与热解反应器的物料入口11相连。由此可以生物质的加入。根据本技术的具体实施例，生物质粒径范围为0.5mm-6mm。根据本技术的具体实施例，锥形分料器20设置在热解反应器100的物料入口1的下方。由此可以将物料均匀分成两部分，进而均匀地进入热解反应器100内。根据本技术的具体实施例，辐射管沿30沿热解反应器100的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管，其中，沿所述热解反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置，辐射管根数的布置方式为：沿反应器竖直方向，辐射管层中的根数依次为N、N+1、N、N+1，由此使得辐射管根数交替布置，N≥1，其中，辐射管根数为N+1的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第一水平面，辐射管根数为N的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第二水平面。如图中所示。由此，通过设置上述排布方式的辐射管沿30使得生物质原料在下降的过程中与蓄热式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质下行床快速催化热解反应器，其特征在于，包括：料斗，所述料斗设置在所述热解反应器的顶部且与所述热解反应器的物料入口相连；锥形分料器，所述锥形分料器设置在所述热解反应器的物料入口的下方；辐射管，所述辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管，其中，沿所述热解反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置，辐射管根数的布置方式为：沿所述热解反应器竖直方向，辐射管层中的根数依次为N、N+1、N、N+1，由此使得辐射管根数交替布置，N≥1，其中，辐射管根数为N+1的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第一水平面，辐射管根数为N的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第二水平面；导料板，所述导料板的上端固定在所述热解反应器的侧壁上，并且所述导料板的下端以与所述热解反应器的侧壁呈15°‑45°夹角的方式向所述热解反应器内部下方延伸，其中，所述导料板的上端处于所述第一水平面上，所述导料板的下端处于所述第二水平面上；催化剂喷口，所述催化剂喷口设置在所述热解反应器竖直高度H的1/15H‑2/3H区间内，且位于所述导料板下端的正下方，其中，所述催化剂喷口被设置成使得催化剂喷入方向与辐射管长度方向垂直。...

【技术特征摘要】
1.一种生物质下行床快速催化热解反应器，其特征在于，包括：料斗，所述料斗设置在所述热解反应器的顶部且与所述热解反应器的物料入口相连；锥形分料器，所述锥形分料器设置在所述热解反应器的物料入口的下方；辐射管，所述辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向彼此平行均匀分布的辐射管，其中，沿所述热解反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置，辐射管根数的布置方式为：沿所述热解反应器竖直方向，辐射管层中的根数依次为N、N+1、N、N+1，由此使得辐射管根数交替布置，N≥1，其中，辐射管根数为N+1的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第一水平面，辐射管根数为N的辐射管层中，各辐射管的中心轴处于同一个第二水平面；导料板，所述导料板的上端固定在所述热解反应器的侧壁上，并且所述导料板的下端以与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延兵，陈水渺，姜朝兴，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11