【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质能源利用，具体涉及一种生物质低温脱氧-热解系统和方法。
技术介绍
1、秸秆等农林废弃物通过肥料化、能源化、基料化、材料化以及饲料化等途径能够有效实现农林废弃物的资源化利用。在生物质能源化利用方面，生物质直接燃烧技术、热解气化技术和厌氧发酵家技术是实现大规模农林废弃物处理处置的优势技术，在国内外均得到了广泛的研究。生物质热解转化可制备炭、气、油等高品位能源产品，具有高效可控、多产物利用等优势，然而生物质直接热解所得产物品质不高，无法实现高附加值利用，亟需对生物质热解反应进行调控与优化。
2、现有技术中已经开发了固定床、流化床、移动床等多种形式的生物质热解反应器，并且在热解工艺、反应装置和产物分离技术等方面，许多新技术被不断提出。如中国专利cn114015476a公开了一种烘焙-热解-气化分级系统及方法，包括气化炉，所述气化炉中设有多个分级漏斗和导流伞，该专利通过多个分级漏斗实现了分级气化，而且实现了焦油的逐级减量、原料按颗粒大小的分级气化和能量的梯级利用，以解决气化技术存在的料预处理能耗高、加热方式不合理、产品气焦油含量高等问题。中国专利cn115261041a公开了一种生物质连续烘焙-热解系统，包括：热解炉、烘焙炉、氧化管和出碳管；该专利用于解决现有生物质与煤、生物炭与煤的共气化技术存在系统稳定性低、耦合过程复杂的问题。中国专利技术专利cn118344888a公开了一种生物质炭气多联产系统，包括依次相连的进料器、双层回转炉和第一排炭箱，双层回转炉包括内层回转炉、内层炉尾罩、外层回转炉和外层炉尾罩，
3、以上技术对于玉米秸秆等低质农林废弃物原料，热解得到的生物炭和液体产品附加值不高，存在经济效益低、市场接受度差等问题，一定程度上限制了生物质热解多联产技术的工业化推广应用。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种生物质低温脱氧-热解系统和方法，以解决现有生物质热解多联产技术所得生物炭和液体产品附加值低的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、在本专利技术的第一方面，提供了一种生物质低温脱氧-热解系统，包括依次连接的低温脱氧螺旋炉、回转热解炉和回转球磨热解炉；所述回转热解炉的出口连接第一炉尾罩，所述第一炉尾罩的出气口连接依次连接旋风分离器和离心冷凝装置，第一炉尾罩出料口与回转球磨热解炉的进料口相连；所述回转球磨热解炉的出口连接第二炉尾罩，所述第二炉尾罩的出气口与所述旋风分离器相连，第二炉尾罩出料口与离心分级装置相连。
4、在本专利技术的一些实施方式中，所述第二炉尾罩的出气口还经过风机与回转球磨热解炉进料口上的循环气进口相连。
5、在本专利技术的一些实施方式中，所述离心冷凝装置包括离心冷凝装置外壳，所述离心冷凝装置外壳内设置有多层冷凝收集桶、离心冷凝装置内盖、填料和冷凝介质，所述多层冷凝收集桶的最下面的一层收集桶直径最小，其上面的收集桶直径依次增大、位置依次增高。
6、在本专利技术的一些实施方式中，所述填料布满于多层冷凝收集桶与离心冷凝装置内盖形成的圆锥形空间，多层冷凝收集桶与离心冷凝装置外壳之间有冷凝介质，所述多层冷凝收集桶的最下面的一层收集桶的中心位置通过底座与转动轴连接。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述离心冷凝装置的进气管穿过所述离心冷凝装置内盖连接至填料空间上。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述离心分级装置包括离心分级装置外壳，所述离心分级装置外壳内设置有多层分离收集桶和离心分离装置内盖；多层分级收集桶的最下面的一层收集桶直径最小，其上面的收集桶直径依次增大、位置依次增高。
9、在本专利技术的一些实施方式中，所述多层分级收集桶的最下面的一层收集桶通过收集管与储炭箱相连，所述多层分级收集桶的最上面的一层收集桶上设置离心分离装置内盖，所述离心分离装置内盖的中心位置设置进料管，所述进料管的出口处设置叶轮，所述叶轮采用空心结构与进料管连通。
10、在本专利技术的一些实施方式中，所述旋风分离器的出气口与离心冷凝装置相连，所述旋风分离器的出料口与排炭箱相连。
11、在本专利技术的第二方面，提供了一种生物质低温脱氧-热解方法，包括：
12、待热解物料进入低温脱氧螺旋炉中进行低温脱氧，低温脱氧挥发分从低温脱氧螺旋炉出气管排出后经冷凝收集，低温脱氧得到的固体物料进入回转热解炉，回转热解炉产生的热解气经第一炉尾罩和旋风分离器后进入离心冷凝装置，热解气在填料和离心作用下，进行气液热交换后被多层冷凝收集桶收集得到多个馏分；
13、从回转热解炉排出的热解炭经第一炉尾罩进入回转球磨热解炉进行球磨和继续热解，热解炭在循环气流携带下经第二炉尾罩进入离心分级装置，在叶轮离心力的作用下被甩出并被多层分级收集桶和收集管收集。
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述回转球磨热解炉中的循环气流一部分经第二炉尾罩被排出至旋风分离器，循环气流另一部分经第二炉尾罩出气口和风机后从循环气进口进入第二螺旋进料器，并携带热解炭至第二炉尾罩。
15、本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
16、(1)本专利技术提供的生物质低温脱氧-热解系统，采用低温脱氧和离心冷凝两种技术手段，制备高附加值的富酚生物油，酚类组分含量高，能够用于替代苯酚等化学品；采用球磨热解和离心分级两种技术手段，制备粒径分布窄的微米级炭黑产品；提高了生物炭和液体产品的附加值。
17、(2)本专利技术提供的生物质低温脱氧-热解系统，在对生物质进行热解前，首先利用低温脱氧螺旋炉对生物质进行低温脱氧，低温脱氧挥发分的冷凝产物中酚类和烃类等组分含量低，热稳定性高，能够采用精馏等需要加热的分离手段对其进行精制，制备高附加值化学品；然后利用回转热解炉和回转球热解炉对生物质进行两次热解，提高生物质的热解效率，将所得的热解气冷凝，得到富酚生物油，将热解产物进行离心分级得到粒径不同的微米级炭黑产品。
18、(3)本专利技术提供的生物质低温脱氧-热解系统，设置了离心冷凝装置，热解气在填料和离心力的作用下，实现可凝气体的快速冷凝和分离，有效避免热解气由于长时间受热而结焦、堵塞设备的问题，同时，该装置结构简单、操作方便，通过设置的多层冷凝收集桶实现了对富酚生物油的收集。
19、(4)本专利技术提供的生物质低温脱氧-热解系统，设置了离心分级装置，炭黑产品在离心力的作用下实现粒径分级，与现有的重力沉降分级装置相比，克服了由于出料速度不稳定而导致的产品粒径分级不稳定的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，包括依次连接的低温脱氧螺旋炉、回转热解炉和回转球磨热解炉；所述回转热解炉的出口连接第一炉尾罩，所述第一炉尾罩的出气口连接依次连接旋风分离器和离心冷凝装置，第一炉尾罩出料口与回转球磨热解炉的进料口相连；所述回转球磨热解炉的出口连接第二炉尾罩，所述第二炉尾罩的出气口与所述旋风分离器相连，第二炉尾罩出料口与离心分级装置相连。
2.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述第二炉尾罩的出气口还经过风机与回转球磨热解炉进料口上的循环气进口相连。
3.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述离心冷凝装置包括离心冷凝装置外壳，所述离心冷凝装置外壳内设置有多层冷凝收集桶、离心冷凝装置内盖、填料和冷凝介质，所述多层冷凝收集桶的最下面的一层收集桶直径最小，其上面的收集桶直径依次增大、位置依次增高。
4.如权利要求3所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述填料布满于多层冷凝收集桶与离心冷凝装置内盖形成的圆锥形空间，多层冷凝收集桶与离心冷凝装置外壳之间有冷凝介质，所述多层冷凝收
5.如权利要求3所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述离心冷凝装置的进气管穿过所述离心冷凝装置内盖连接至填料空间上。
6.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述离心分级装置包括离心分级装置外壳，所述离心分级装置外壳内设置有多层分离收集桶和离心分离装置内盖；多层分级收集桶的最下面的一层收集桶直径最小，其上面的收集桶直径依次增大、位置依次增高。
7.如权利要求6所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述多层分级收集桶的最下面的一层收集桶通过收集管与储炭箱相连，所述多层分级收集桶的最上面的一层收集桶上设置离心分离装置内盖，所述离心分离装置内盖的中心位置设置进料管，所述进料管的出口处设置叶轮，所述叶轮采用空心结构与进料管连通。
8.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述旋风分离器的出气口与离心冷凝装置相连，所述旋风分离器的出料口与排炭箱相连。
9.一种生物质低温脱氧-热解方法，采用如权利要求1-8任一项所述的系统来实现，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的生物质低温脱氧-热解方法，其特征在于，所述回转球磨热解炉中的循环气流一部分经第二炉尾罩被排出至旋风分离器，循环气流另一部分经第二炉尾罩出气口和风机后从循环气进口进入第二螺旋进料器，并携带热解炭至第二炉尾罩。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，包括依次连接的低温脱氧螺旋炉、回转热解炉和回转球磨热解炉；所述回转热解炉的出口连接第一炉尾罩，所述第一炉尾罩的出气口连接依次连接旋风分离器和离心冷凝装置，第一炉尾罩出料口与回转球磨热解炉的进料口相连；所述回转球磨热解炉的出口连接第二炉尾罩，所述第二炉尾罩的出气口与所述旋风分离器相连，第二炉尾罩出料口与离心分级装置相连。
2.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述第二炉尾罩的出气口还经过风机与回转球磨热解炉进料口上的循环气进口相连。
3.如权利要求1所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述离心冷凝装置包括离心冷凝装置外壳，所述离心冷凝装置外壳内设置有多层冷凝收集桶、离心冷凝装置内盖、填料和冷凝介质，所述多层冷凝收集桶的最下面的一层收集桶直径最小，其上面的收集桶直径依次增大、位置依次增高。
4.如权利要求3所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述填料布满于多层冷凝收集桶与离心冷凝装置内盖形成的圆锥形空间，多层冷凝收集桶与离心冷凝装置外壳之间有冷凝介质，所述多层冷凝收集桶的最下面的一层收集桶的中心位置通过底座与转动轴连接。
5.如权利要求3所述的生物质低温脱氧-热解系统，其特征在于，所述离...
【专利技术属性】
技术研发人员：金付强，陈雷，华栋梁，伊晓路，李天津，杨双霞，董志国，孙来芝，谢新苹，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。