一种进行热解的方法和一种热解设备技术

一种进行热解的方法和一种热解设备。该热解设备包括一个基本上封闭的热解器（４）、一个用于将可热解燃料提供到至热解器（４）的供给进口、一个用于将颗粒形式的热床物质从热解器取出的出口、一个或多个用于将从要被热解的燃料中分离出来的可冷凝的气体物质从热解器排出的排出出口（６）、一个用于将可冷凝的气体物质冷凝为热解油的冷凝器（８）、一条用于将可冷凝的气体物质从热解器（４）的出口转移到冷凝器（８）的管线（７）。用于在热解器（４）中保持热解条件的装置包括一个用于将颗粒形式的热床物质提供到热解器的进口和用于向热解器提供流化气体的装置（５）。热解器（４）为一个直接与鼓泡流化床蒸发器的炉子（１）连接的容器，经由此容器布置流化床物质，使其在进口和出口之间循环。将用于提供流化气体的装置（５）在热解器（４）的进口（１１）和出口（１２）之间的区域分隔开，使得其产生了流化气体相对于所述床物质和所述燃料的转移方向（Ｓ）的横向流动。

【技术实现步骤摘要】
一种进行热解的方法和一种热解设备本专利技术涉及一种进行如附加的权利要求1的前序部分所M鄉的热解的 方法。本专利技术进一步涉及一种如附加的权利要求8的前序部分所述的热解设备。热解指的是燃料在惰性条件和高温下转化成气体形式，其中经过7令凝形成 含有不同的有机化合物的油状液体。与热解相联系的惰性条件指的是无氧的条 件，其中避免了燃料的燃烧。在焦油的生产过程中，"焦油的蒸馏"是一个多年 以来就已知的热解过程的例子。在热解工艺中燃料被热解，在热解反应中形成的气态化合物从碳化残余物 中分离出来，然后被冷凝成热解油，后者可以被使用，例如，作为燃料或其被 进一步加工成为不同的化学品。从不同的生物基燃料例如木基燃料生产热解油 已经被研究用来替代煤和重质燃料油。考虑到在燃料的能含量方面，与难于输 送的生物质相比，热解油的一个优点为其易于运输。热解工艺的发展的例子包括一些专利公开，例如US4,891,459; US5,728,271; EP513051和US6,814,940。这些专利公开的热解方法是以固体的流化为基础的， 例如生物基燃料与惰性流化气#4大约400到60(TC时，可能在流化的床物质存 在下。反应器中将要被热解的燃料被提供到反应器的下部，在此处，与流化气 体一起向上流动。通31例如在专利EP513051 (Ensyn Technologies Inc)中所示 的旋风分离器或相关的分离器，床物质和碳残余物被从流出反应器的气体中分专利WO02/083816公开了在流化床反应器中的热解，其中的目的是保持床 层的密度来加强从载体颗粒(沙)到燃料颗粒的热交换。目前的反应器为一个 提升管，其被返回循环的载体物质所环绕，在这里在热解中从颗粒形成的可燃 烧的残余物被烧掉。专利W097/06886 (Biomass Technology Group B.V)公开了ilil一禾中特别旋 转的、垂直的、向上扩展的容器在反应器中循环热处理的物质。 一个应用是物 质的热解。专利W003/106590 (Biomass Technology Group B.V)公开了一个两 相工艺，其中第一相包括在一个混合容器中将热解颗粒和热载体颗粒混合，第5二相包括在反应容器中将热解气体从向下流动的混合物中分离出来。专利FI117513 (Valtionteknillinentutkimuskeskus,芬兰工程研究中心)公开了一种方法，其中设置一个与燃烧固体燃料的流化床蒸发器连接的热解器，其中 热解器在热解中禾拥流化床蒸发器的热隋性床物质(沙)的能含量。与进入流 化床蒸发器相比，将不同的燃料输入热角徵。根据另外一个方案(图3)，热解 器被设置成流化床蒸发器的炉子结构的一部分并与床物质的内部物质循环相连 接。在上面描述的工艺中，特别是当热解物质是具有不同粒度的固体燃料时， 具有使得物质以适宜的效率热解的停留时间是一个挑战。为了确保这样，为了 保证物质在热解斜牛下停留尽可能长的时间，必须改进热解器中的循环方式。本专利技术的目的是提供一种新的方法，其能通过简单的流通解决办法达到适 宜的效率。本专利技术的同的特别地适用于流化床蒸发器，其能通过燃烧工艺从燃 料中制造能量，其中为了保持热解温度它至少利用了一部分通过蒸发器产生的 热量。为了达到该目的，根据本专利技术所述的方法的主要特征在于在附加权利要 求l的特征部分表述的内容。当从蒸发器中出来的热解燃料和流化的床物质相对于流化气体的流向横向 i舰过热解器的时候，将燃料保持在热解条件下，达到使所有燃料尽可能完全 地被热解的停留时间是可能的。然而，热解产生的气体没有与燃料和流化的床 物质接触相应的时间，因为其相互交叉流过。根据本专利技术的有益实施方案，将热解器与流化床蒸发器的炉子直接连接， 例如以这种方式将其设置在炉子的外面，并且流化的床物质经由进口从炉子进 入热角徵并M31出口返回炉子。因此热角徵尤其可以和鼓泡流化床蒸发器(BFB蒸发器)整合，特别是以这种方式，热解器和炉子共用一个公用壁，其包含上 述进口和出口。因此，蒸发器的流化床物质可以逝i-一个简单的方式被以适宜 的效率利用。床物质通过M器的原理被转移，因为当其被流化时，其行为就象液体一 样。被热解的燃料和流化床物质M热角徵的转移可被定向流化气体喷嘴加速。 此外，通过额外的加热或冷却调整热解器的温度是可能的，在这种情况中，过 程不仅只依靠床物质的温度和流^M率。接下来，会参考附图对本专利技术进行更加详细的描述，其中，附图说明图1示意性地显示与鼓泡流化床蒸发器连接布置的热解工艺，和 图2到5显示在从炉子方向来看的前视图中、沿从侧面看垂直横截面的方 向、沿从炉子外面看垂直:截面方向和在顶,见图中沿7K平，黄截面方向的热解器。 图1示意地显示了与燃烧蒸发器相关的工艺。在燃烧蒸发器中物质形成了所说的鼓泡流化床(BFB)。该蒸发器包括炉子1和离开炉子的烟道气管线2。由固,质形成的流化床物质在炉子中循环作为内部循环。该流化床物质可以 是，例如，惰性物质，如沙子。进入炉子的液体或固体燃料、流化气体和燃烧 空气的供应以及与蒸发器中蒸汽的生成相关的部分没有被呈列，因为其与本发 明无关。在图i中，热解工艺被布置成与蒸发器相连接，在iitr艺中，可以热解燃料，i亥燃料可以是与被提供到蒸发器炉子中的燃料相同的燃料，或是一种不同 的燃料。因此相同的设备可以通过燃烧工艺，禾'」用燃烧工艺产生的热量同时产 生出以蒸汽和/或电的形式存在的能量以及以热解油形式存在的燃料。热解工艺 特别适合于固体、生物基燃料，例如例如木片、锯屑、麦杆、不同的采伐废弃 物和其它生物基废弃物，等。〗柳半生物基燃料，例如泥炭也是可以的。生物 基或半生物基固体燃料在蒸发器的炉子1中燃烧，其中燃料与提供至l」热解工艺 的燃料相同，或是不同的生物基或半生物基燃料是可能的。煤、泥炭或燃料油 在蒸发器中燃烧并且热解燃料为生物基固体燃料也是可以的。当将被热解的物 质叫做燃料时，非常重要的是谨记该物质在热解工艺中不能燃烧，但是可释放 出可燃的气体物质，其随后被冷凝成液体之后可以被回收、储存、运输和在别 处燃M利用其能含量。热解残余物也就是焦炭，从热解物质中残留下来，该 残余物具有能含量，并且其转而可以从热解工艺中，雌在炉子中與虫被燃烧。热解工艺包括一个热解器，也就是- -个热解器4，其基本上是一个封闭的容 器并被设置成与炉子1 3^接，用于将流化气提供到热角，4的装置5，以及用于 将可冷凝气体物质和流化气体从热解器中导出的装置。可冷凝的气体经由管线7 被导入冷凝器8 ，在其中以一种或多种相态形式被冷凝成热解油，后者经管线9被取出。不可冷凝气体经管线io被进一歩地加工。这些气体经过气jm涤器后可以被重复使用，例如作为热角徵的流化气体(虚线)。热解工艺是连续的，并且其利用了燃烧蒸发器的惰性床物质的能含量。该 床物质被从炉子1的内部循环中取出，该物质中的一部分通过后续描述的方式经过热解器4被引出。适宜的惰性气体被作为流化气使用，例如在热解中产生的不可冷凝气体、 蒸发器的循环气，从其中氧气被烧尽，或一些其它的惰性气体，例如氮气。如 果需要，在其提供到热角ffi之前，流化气体被干燥成^7K的。图2到5通过不同的视角更加详细地显示了整合到蒸发器中的热解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与鼓泡流化床蒸发器相关的进行热解的方法，在该方法中将颗粒形式的固体燃料提供给热解器（４）并且在热解器中保持热解条件，为的是将可冷凝物质从燃料中分离出来，在此种情况中，热解条件所需的温度至少部分地由蒸发器的固体流化床物质带来，该物质经由热解器（４）被循环并与流化气体一起在热解器中被流化，并且从燃料中分离出来的可冷凝气体物质被从热解器（４）引入冷凝器（８），在冷凝器中它们以液态形式作为所谓的热解油被分离出来，该方法的特征在于所述的流化床物质和所述的燃料沿与所述的流化气体的流向横切的方向流过所述的热解器（４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J莱托，
申请(专利权)人：美特索电力公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]