一种生物质热解反应装置及热解系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物质处理领域，具体涉及一种生物质热解反应装置及热解系统。一种生物质热解反应装置，包括热解反应本体，所述热解反应本体上设置有进料口和生物质出料口，所述热解反应本体内设有热解室，其特征在于，所述热解室内平行设置有多个传料辊，多个所述传料辊的轴线垂直于进料口至生物质出料口方向，多个所述传料辊垂直于轴线传料。所述传料辊包括辊轴和设置在辊轴上的多个横向拨杆，多个所述横向拨杆平行于所述辊轴的轴线设置。解决了现有技术中的热解装置因旋转轴长度受限，体积不宜过大而存在的热解量少、效率低的问题。

A Biomass Pyrolysis Reaction Device and Pyrolysis System

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解反应装置及热解系统
本专利技术涉及生物质处理领域，具体涉及一种生物质热解反应装置及热解系统。
技术介绍
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前能源供给形势严峻，环境质量包袱沉重。由于化石能源储量日益减少、油价波动较大、对能源安全问题的担忧以及对全球变暖的关注，发展清洁可再生能源已成为紧迫的课题，新能源行业呈现高成长性。根据广泛论证的可再生能源的产业背景及发展概况，以生物质能为代表的生物质气化发电、生物质氢能、生物质绿色液体燃料将成为未来重要的替代能源。生物质能属于清洁能源，中国的生物质再生能源的资源非常丰富，生物质再生能源大规模普及应用，有助于改善生态环境和CO2减排。生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。据统计，世界每年生物质产量约1460亿吨，其中农村每年的生物质产量就有300亿吨，是继石油、煤炭、天然气等化石能源之后，当今全球第四大能源。生物质以其产量巨大、可储存和碳循环等优点已经引起全球的广泛关注。我国生物质资源十分丰富，资源总量不低于30亿吨干物质/年，相当于10亿吨油当量/年，约为我国目前石油消耗量的3倍。其中，每年仅农作物秸秆和农副产品等就有7亿多吨，除30％用作饲料、肥料和工业原料外，约60％可以作为能源使用(朱锡锋，陆强。生物质快速热解制备生物油[J].科技导报，2007，25(27)：69-75)。例如在稻谷加工过程中的主要副产物稻壳，自2005年以来，我国稻谷的年产量已经连续四年在1.8亿吨以上。稻壳通常占稻谷的20％，照此计算，年产稻壳3600多万吨，折合标准煤1800多万吨，可见我国稻壳数量十分庞大。(李琳娜，应浩，孙云娟等.我国稻壳资源化利用的研究进展[J].生物质化学工程，2010，44(1)：34-38)。目前，国际极其重视低碳经济，所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。生物质能以其可再生性、低污染性、分布广泛和总量丰富的特点得到了越来越多科学家们的青睐。生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在相当长的历史时期是我国生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到250～700℃，通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。从化学反应的角度对其进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应(赵廷林，王鹏，邓大军等，生物质热解研究现状与展望[J].新能源产业，2007，5：54-60)。生物质热解的产物是可燃的热解气和固态的生物质炭，都是可供能源应用的产品。燃气除了作为供热的燃料外，还可以进一步重整作为发电和合成绿色液体燃料的原料；生物质炭除作燃料外也有很多的附加值，还用作金属冶炼、食品和轻工业的燃料，电炉冶炼的还原剂，金属精制时用作覆盖剂保护金属不被氧化。在化学工业上常作二硫化碳和活性炭等的原料。由于中国政府禁止使用木材烧制木炭，现在生物炭市场广阔。如何提高生物质燃气和生物质炭的品质呢？从热解反应基本过程来看，根据热解过程的温度变化和生成产物的情况等，可以分为干燥阶段、预热解阶段、固体分解阶段和煅烧阶段。干燥阶段，生物质中的水分进行蒸发；预热解阶段，物料的化学组成开始小部分起变化；固体分解阶段(温度为275～475℃)，热解的主要阶段，发生了各种复杂的物理、化学反应，产生大量的分解产物。生成的液体产物中含有醋酸、木焦油和甲醇(冷却时析出来)；气体产物中有CO2、CO、CH4、H2等上千种碳氢化合物成分，可燃成分含量增加，固体产物，为灰分和有机物热解后的固定碳的混合物，成为生物质炭，开始生成。上述三个阶段均为吸热反应阶段。煅烧阶段(温度为450～500℃)，炭开始燃烧，炭中的挥发物质减少，固定碳含量增加，为放热阶段。实际上，上述四个阶段的界限难以明确划分，各阶段的反应过程会相互交叉进行。影响热解工艺的因素有：热解工艺类型，有慢速热解和快速热解。慢速热解生成的固定碳含量高于快速热解，快速热解最大限度地增加了液态产量(生物质油)。温度，温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响；生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般来说，低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量(李水清，李爱民，严建华等.生物质废弃物在回转窑内热解研究I.热解条件对热解产物分布的影响[J].太阳能学报，2000，21(4)：333～340.)。生物质材料，生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响(马承荣，肖波，杨家宽.生物质热解影响因素分析[J].环境技术，2005，5：10～12.)。这种影响相当复杂，与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用。由于木质素较纤维素和半纤维素难分解，因而通常含木质素多者焦炭产量较大。滞留时间，在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越短，热解的固态产物所占的比例就越小，热解越完全。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程，气相滞留时间越长，二次裂解反应增多，放出H2、CH4、CO等，导致液态产物迅速减少，气体产物增加，固定碳含量增加。压力，影响气相滞留期，从而影响二次裂解，随着压力的提高，生物质的活化能减小。升温速率，对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加，温度滞后就越严重，物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内，慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间，促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应，导致炭产率增加。综上所述，生物质燃气、生物质炭技术是属于慢速、低温热解过程。现实情况中现在比较多的生产生物质炭的方法是农民采用土窖焖烧，即用大量物料堆积进行近乎隔绝氧气的焖烧，产物即是生物质炭，这种方法温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质热解反应装置，包括热解反应本体(1)，所述热解反应本体(1)上设置有进料口(11)和生物质出料口(12)，所述热解反应本体(1)内设有热解室(14)，其特征在于，所述热解室(14)内平行设置有多个传料辊(15)，多个所述传料辊(15)的轴线垂直于进料口(11)至生物质出料口(12)方向，多个所述传料辊(15)垂直于轴线传料。

【技术特征摘要】
1.一种生物质热解反应装置，包括热解反应本体(1)，所述热解反应本体(1)上设置有进料口(11)和生物质出料口(12)，所述热解反应本体(1)内设有热解室(14)，其特征在于，所述热解室(14)内平行设置有多个传料辊(15)，多个所述传料辊(15)的轴线垂直于进料口(11)至生物质出料口(12)方向，多个所述传料辊(15)垂直于轴线传料。2.如权利要求1所述的一种生物质热解反应装置，其特征在于，所述传料辊(15)包括辊轴(151)和设置在辊轴(151)上的多个横向拨杆(152)，多个所述横向拨杆(152)平行于所述辊轴(151)的轴线设置。3.如权利要求1或2所述的一种生物质热解反应装置，其特征在于，多个所述传料辊(15)的轴向长度沿进料口(11)到生物质出料口(12)方向逐渐缩小，所述热解室(14)沿进料口(11)到生物质出料口(12)方向倾斜向下设置。4.如权利要求3所述的一种生物质热解反应装置，其特征在于，所述热解室(14)内还设置有出料开关(2)，所述出料开关(2)位于所述生物质出料口(12)的上方，所述出料开关(2)包括密封挡板(21)和放料板(22)，所述密封挡板(21)和放料板(22)交替打开放料。5.如权利要求1-2、4任一项所述的一种生物质热解反应装置，其特征在于，所述热解室(14)的下方设置有送风室(17)，所述送风室(17)沿进料口(11)到生物质出料口(12)方向依次被隔成第一子送风室(171)、第二子送风室(172)和第三子送风室(173)，三个子送风室分别连通三个风源(3)，所述送风室(17)和所述热解室(14)通过通风孔(10)连通，三个子送风室分别向其上的传料辊(15)供热。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔云翔，
申请(专利权)人：苏州格瑞展泰再生能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32