生物质直接热裂解发生器及其裂解方法技术

一种生物质直接热裂解发生器及其热裂解方法。所述发生器包括用以进行热裂解反应的热裂解反应室，在该热裂解反应室下方设置有燃烧加热室；所述发生器还包括：燃气输送泵，设置在该燃烧加热室下方；燃气回烧管，与位于该热裂解反应室上部的燃气出口连通，该燃气回烧管经由该燃气输送泵连接至该燃烧加热室；配风和点火装置，与该燃烧加热室连通。本发明专利技术直接使用裂解反应所产生的可燃气体作为生物质热裂解的加热源，在不引燃发生器内部热解原料的前提下直接为其加热，提高了热效率，同时增大了热裂解反应室内的原料加热接触面积，使原料充分混合并热解，大大提高了反应效率，并在提高燃气质量的同时减少了ＣＯ↓［２］等有害气体及烟尘的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质热裂解方法及其设备，特别是涉及一种生物质直 接热裂解发生器及其裂解方法。
技术介绍
国内外生物质常规的气化方法主要有两种， 一种为氧化法，分为固定床 气化，流化床气化和携带床气化，大都采用空气作为气化剂，而且焦油无法 很好的被分离和利用。另外的一种方法采用无氧热解干馏工艺，生物质焦油 可以被很好的分离，但无法直接变为热源被利用，且这种工艺的产气量较低。 经过借鉴煤焦油裂解的生产经验，目前生物质焦油也可以被裂解，其过程为 无氧热裂解所产生的气体携带焦油共同进入裂解炉进行催化裂解后变为燃 气，目前裂解炉主要有固定床裂解炉和流化床裂解炉两种。氧化法得到的生物质燃气比无氧热解工艺得到的燃气无论在气体质量， 还是在气体热值方面都存在一定差距，为得到更高质量的生物燃气，近年来 对无氧热解干馏工艺的研究力度逐步加大。现有技术的生物质无氧固定床焦 油裂解工作原理为，生物质经预处理后，放置于封装在热解炉的热解反应釜 内，该热解反应釜上部密封，将薪柴放入燃烧室的燃烧加热口内点燃，为热 解反应釜加热，热解反应釜内的生物质高温热解产生热解气、焦油和焦炭， 携带着焦油的热解气在经过催化裂解炉时，被催化裂解与合成，再经过净化 系统后被送入储气柜。在这种焦油裂解方法中，燃烧煤炭及生物质燃料加热技术与电加热技术 一般采用间接加热，其热效率相对较低，且能耗成本相对较大，其所产生的 余热也不具备普遍的利用和推广价值。生物质高温热解气在输送至裂解设备 的过程中会有部分的热损失。并且在燃烧煤炭及生物质燃料时还需要配置结 构复杂含占用体积较大的燃烧室，且需要较高的运输力量，因此生物质热解 发生器的制造成本和运行成本较高。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术目的在于提供一种生物质直接热裂解发生器及其热裂解方法，该方法可使用这样一种生物质热解发生器，将生物质 原料与裂解催化剂按照一定的配比混合后进行裂解反应，将裂解后生成的生物质可燃气体作为加热源及动力源来再用于上述生物质原料的直接热裂解。 相对于天然气与石油液化，生物质热解所生产的可燃气体具有成本低、燃烧 清洁等优点，因此将燃烧生物质可燃气体作为生物质热裂解的加热源，可以 降低运行成本，提高整个系统的热效率。为了进一步提高加热效率，降低运行费用，木专利技术将裂解后的生物质可 燃气的燃烧装置设计在生物质直接热裂解发生器底部，使其燃烧所放出的绝 大部分热量能被热解原料吸收利用。为实现本专利技术的目的，提供一种生物质直接热裂解发生器，其包括用以 进行热裂解反应的热裂解反应室，以及在该热裂解反应室下方设置有燃烧加 热室，在热裂解反应室与燃烧加热室之间并无实际隔板分隔，在该热裂解反应室的侧壁靠近该燃烧加热室的位置偏上设有进料口 ；所述发生器还包括 燃气输送泵，设置在该燃烧加热室下方；燃气回烧管，与位于该热裂解反应 室上部的燃气出口连通，该燃气回烧管经由该燃气输送泵连接至该燃烧加热 室；配风和点火装置，与该燃烧加热室连通。为实现本专利技术的目的，还提供一种生物质直接热裂解方法，其应用上所 述的生物质直接热裂解发生器进行生物质热裂解反应；包括如下步骤从燃气储气柜中引出一部分燃气经由燃气回烧管送入燃烧加热室内，在 该燃烧加热室内与来自配风和点火装置的氧气发生燃烧反应，反应产生的热 量被均匀传导至该热裂解反应室；将经预处理后的生物质原料与催化剂混合成混合物料后，由进料斗经由 螺杆推进装置传送至热裂解反应室内；在所述燃烧反应所形成的一定温度下，所述生物质原料在催化剂的作用 下发生热裂解反应，产生燃气；在燃气输送泵的助力下，所产生的燃气的一部分作为回烧气经由燃气储 气柜和燃气回烧管送入燃烧加热室内，在该燃烧加热室内继续与来自配风和 点火装置的氧气发生燃烧反应，所产生的燃气的另一部分经由净化系统输送到燃气储气柜内并供给燃气用户使用。本专利技术的生物质直接热裂解发生器将反应过程中所产生的燃气的一部 分回收自用，通过控制燃气输送量以及空气配比量来实现燃气的完全燃烧， 直接为发生器的热裂解反应室提供热量，同时由于回烧气较快的上升流速， 使反应室内的原料处于流化状态，增大了加热接触面积，使原料充分混合并 热解，大大提高了反应效率。这样就克服了采用燃煤及直接燃烧生物质加热 和电加热等间接加热技术的热效率低下等问题，提高了热效率。同吋生物质原料热解完成后产生的炭粉与回烧气中的二氧化碳(co2)在高温下反应生成-氧化碳(CO)，提高了生物质燃气的质量，减少了 C02等有害气体及烟尘的污染，是真正意义上的绿色高效加热方式。同吋本专利技术所选用的催化 剂是氧化钙与氧化镁，这些催化剂可以冋收宽复使用，在一定程度上也减少了设备的运行成本。附图说明图1为本专利技术中所用装置的生物质直接热裂解发生器结构示意图。其中的附图标记说明如下1、热裂解反应室；2、燃气回烧管；3、燃气输送泵；4、配风和点火装 置；5、单向阀；6、出渣管；7、螺旋推进装置；8、进料斗；9、燃烧加热 室；10、燃气出口； 11、燃气入口； 12、进料口； 13、燃气储气柜。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术及设备运行方式进行详细描述。 如图1所示,为本专利技术中所用装置生物质直接热裂解发生器结构示意图。 该发生器包括热裂解反应室1，设置在其下部的燃气输送泵3，在该热裂 解反应室1上部的燃气出口 10 —侧连接有燃气回烧管2,该燃气回烧管2经 由燃气输送泵3连接至位于该热裂解反应室1下方的燃烧加热室9，该热裂 解反应室1与该燃烧加热室9因功能不同而划分，在它们之间并无实际隔板 分隔，从燃气回烧管2输入的回烧气与经配风和点火装置4输入的氧气在燃 烧加热室9区域混合并燃烧，对氧气输送量进行控制，使得燃烧只发生在该燃烧加热室9部分。在该热裂解反应室1的侧壁靠近该燃烧加热室9的位置偏上设有进料口 12，在该燃烧加热室9之下设置有燃气出口 11，配风和点火装置4在一侧与 该燃气山口 11连通。这样，由热裂解反应室1反应生成的部分燃气进入燃 气回烧管2，并在燃气输送泵的助力下经由燃气山口 11送至燃烧加热室9内， 同时还将氧气自配风和点火装置4输送至该燃烧加热室9内。此外，该热裂 解反应室1还在其燃气出口 10处与净化系统相连，该净化系统经山燃气储 气柜连接至燃气用户。本专利技术的生物质直接热裂解发生器的工作方法包括以下步骤首先，从燃气储气柜13中引出一部分燃气经由燃气回烧管2送入燃烧 加热室9内，在该燃烧加热室9内与來自配风和点火装置4的空气巾的氧气 发生燃烧反应，反应产生的热量被均匀传导至该热裂解反应室1。将经预处理后的生物质原料与催化剂按照一定配比从进料斗8送入，经 由螺旋推进装置7自进料口 12输送至热裂解反应室1内，所述生物质原料 与催化剂在燃烧反应所形成的一定温度下发生热裂解反应，产生的燃气经由 净化系统输送到燃气储气柜内， 一部分供给燃气用户使用，另一部分燃气经 由该燃气回烧管2送入位于该生物质热裂解反应室1下方的燃烧加热室9内， 同时在该燃烧加热室9内与来自该配风和点火装置4的氧气发生燃烧反应， 反应产生的热量被均匀传导至该热裂解反应室1。所述单向阀5设置在燃烧加热室9与燃气回烧管2的燃气入口 11处之 间，用以使回烧气单向流入燃烧加热室9内，不会发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质直接热裂解发生器，包括用以进行热裂解反应的热裂解反应室（１），在该热裂解反应室（１）下方设置有燃烧加热室（９），在该热裂解反应室（１）的侧壁靠近该燃烧加热室（９）的位置偏上设有进料口（１２）；所述发生器还包括：　燃气输送泵（ ３），设置在该燃烧加热室（９）下方；燃气回烧管（２），与位于该热裂解反应室（１）上部的燃气出口（１０）连通，该燃气回烧管（２）经由该燃气输送泵（３）连接至该燃烧加热室（９）；配风和点火装置（４），与该燃烧加热室（９）连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪叶，魏晓明，徐冬利，
申请(专利权)人：北京永源新业设备有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]