生物质微波裂解循环综合处理方法和设备技术

本发明专利技术生物质微波裂解循综合环处理方法，包括：1）将生物质物料进行预干燥处理；2）预处理后的生物质物料进入微波热解炉，去除残余物理水分，干燥；3）在惰性气体保护条件下对生物质物料进行低温微波裂解处理，产生气相产物、固相产物；4）对气相产物依次进行一级冷却降温脱焦除尘处理、二级保温脱焦除尘处理、三级脱焦处理、脱酸处理后，进行空气分离处理形成各种气相产品并分别利用，对脱焦除尘处理后的液相产物进行冷凝、蒸馏处理。本发明专利技术方法生物质处理成本低、利用率高。本发明专利技术还提供了生物质微波裂解循环处理设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源行业中的生物质处理，特别涉及的是一种生物质微波裂解循环综合处理方法及设备。
技术介绍
现有生物质资源化工艺技术主要分为1、直接燃烧技术炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术、垃圾焚烧技术2、物化转换技术木材干馏技术、热解制油技术、热解气化技术。热解气化技术按原料分为木材热解气化技术、稻壳热解气化技术、农作物秸秆热解气化技术，按工艺形式分为上吸式固定床热解气化工艺、下吸矢固定床热解气化工艺、流化床式热解气化工艺3、生化转换技术填埋制气与堆肥、制取乙醇技术、小型家用沼气池技术、大中型厌氧消化技术。大中型厌氧消化技术又可分为禽畜粪便厌氧消化技术和工业有机废水厌氧消化技术4、植物油技术由于现有生物质能源技术大部分是单方面利用生物质能，存在利用率低，处理成本高， 经济效益低的问题。现有生物质裂解处理装置主要利用电加热或其它高热源对生物质加热或自焚烧处理，其装置结构主要有炉式、罐式、管式等几种，其主要存在的缺点和问题是1、裂解处理温度较高，一般在800度以上，且处理过程中温度不易控制；2、处理时间较长，通常一次处理时间在1 2小时；3、如采用电加热或其它热源进行热解，其能耗较高；4、热解过程容易结焦，热解后产物易形成胶状粘连，残留物碳值较低，利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上不足，提供一种生物质作为可再生新能源的循环综合利用的生物质处理成本低、利用率高的生物质微波裂解循环综合处理方法。本专利技术的另一个目的是为了提供一种生物质微波裂解循环综合处理设备。本专利技术的目的是这样来实现的本专利技术生物质微波裂解循环处理方法，该方法包括以下步骤1)对生物质物料进行分选、破碎、压块和预干燥处理，将生物质物料水分控制在20%以下；2)向微波裂解中加入惰性气体、除去微波裂解炉中的空气，预处理后的生物质物料进入微波裂解炉，在惰性气体保护条件下加热至150°C，去除残余物理水分，实现生物质物料的干燥；3)对干燥后的生物质物料升温，将温度控制在350°C至450°C，在惰性气体保护条件下对生物质物料进行低温微波裂解处理，产生大量可燃裂解气相产物、(以城市居民生活垃圾为例，裂解出的气相产物有一氧化碳(⑶)、甲烷(ch4)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、丙烯 + 丙烷(C3H6+C3H8)、正丁烷(C4H10)、异丁烷(C4Hltl) 二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、氧气(O2) 等，以农林废弃物秸秆为例，裂解出气相产物有一氧化碳(⑶)、甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)等， 以不同生物质为原料进行裂解，所得气相产物不同)、固相产物(以城市居民生活垃圾为例， 固相产物主要为含硅钙成分较高的硅钙板，另有部分炭可经简单加工制备活性碳；以不同生物质为原料进行裂解，所得固相产物不同)；4)对可燃裂解气相产物依次进行一级冷却降温脱焦除尘处理、二级保温脱焦除尘处理、三级脱焦处理、脱酸处理，然后对脱酸处理后的气相产物进行空气分离处理形成各种气相产品(因生物质原料不同，得到的气相产品也不同，如秸杆经处理后得到的气相产品主要为CH4,城市生活垃圾经处理后产生的气相产品主要为CH4、CO、CO2, C2H2，C2H4，C3H6等)并分别利用，对经一级冷却降温脱焦除尘处理的二级保温脱焦除尘处理后的液相产物进行冷凝处理、蒸馏处理。上述的方法中低温微波处理时，微波包括M50MHz或915MHz频段，微波输出功率范围 5kw 500kw/2450MHz、或 10 kw 1000kw/915MHz。上述的方法中对生物质物料经微波裂解产生的气相产物的具体处理方法步骤如下1)对气相产物进行一级冷却降温脱焦除尘处理，温度大于焦油50°c软化温度；2)经步骤1)冷却降温脱焦除尘处理后的气相产物，进行二级保温脱焦除尘处理，二级保温脱焦除尘处理温度大于焦油50°C软化温度，环境温度小于80°C ；3)经步骤2)保温脱焦除尘处理气相产物，在柴油吸收罐进行脱焦处理；4)经步骤3)脱焦处理后的气相产物，进行脱酸处理；5)经步骤4)脱酸处理后的气相产物进行空气分离处理，并分别利用。上述的方法中对生物质物料经微波裂解产生的气相产物经一、二级脱焦除尘处理后产生的液相产物的具体处理方法步骤如下1)将液相产物进行冷凝处理，分理出裂解气、焦油和水混合物，冷凝后分离出的裂解气另行处理；2)将悬浮在焦油和水混合物上层的粗焦油送入粗焦油暂时储存罐，焦油和水混合物下层的污水进入污水处理系统；3)将步骤2)获得的粗焦油进行一级蒸馏处理，对蒸馏出的轻油进行油、水分离，分离后的轻油进行加氢保存，分离后的焦化污水进入污水处理系统，一级蒸馏处理温度为107 210 0C ；4)对一级蒸馏处理遗物的未馏出物，进行二级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除臭抗氧化剂后处理后，得到去除残渣的燃料油，二级蒸馏处理温度为200 300°C ；5)对二级蒸馏处理遗物的未馏出物，进行三级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内处理后，得到去除残渣的次级燃料油，三级蒸馏处理温度为330 360°C。本专利技术生物质微波裂解循环处理设备包括生物质预处理系统，有进料口、出料口、 保护气体进口、气相产物出口的微波裂解炉，与进料口相通的生物质进料系统、与出料口相通的生物质出料系统、与保护气体进口相通的保护气体控制系统、与气相产物出口相通的含液相产物出口的气相产物收集和处理系统，位于微波裂解炉上的微波源及馈能系统，带位于微波裂解炉中的搅拌器的轴封机械搅拌系统，液相产物收集和处理系统与气相产物收集和处理系统中的液相产物出口相通，保护气体可采用惰性气体、如氮等。上述的微波裂解炉中有微波处理腔，位于微波处理腔内的隔热筒，位于隔热筒内的与隔热筒复合的陶瓷筒料仓，微波处理腔与隔热筒间有空腔，微波源及馈能系统中的位于微波处理腔壁上的若干个微波发生器及相应数量的微波耦合窗从侧面分布式馈入微波裂解炉内，采用陶瓷筒料仓和隔热筒保温加热，防止物料对材料腐蚀，有效适应内、外环境温差，提高加热效率，采用空腔可保证微波裂解炉中的温度基本不变。上述的轴封机械搅拌系统还有装搅拌器的搅拌器主轴，密封装在搅拌器主轴和微波裂解炉体腔盖板、腔底法兰的上密封件、下密封件，通过调速传动机构带动搅拌器主轴保证物料在密封陶瓷筒料仓中均勻裂解的搅拌器电机。上述的生物质进料系统由物料立式提升机、物料水平输送机、进料斗、与进料斗相通的微波进料器、装于微波进料器和微波裂解炉上进料口间的进料管道上的进料阀门组成，生物质出料系统由装于与出料口相通的出料管道上的出料阀门、微波出料器和振动出料输送系统组成，保护气体控制系统由与微波裂解炉上的保护气体进口连通的保护气体进口管道和阀门组成。上述的气相产物收集和处理系统中有与微波裂解炉上的出气口连通的出气管道和装在出气管道上的阀门和与出气管道连通的气体综合处理设备，气体综合处理设备中有含第一级裂解气进口、第一级裂解气出口和第一级焦油出口的第一级缓冲罐体，有含通过管道与第一级裂解气出口连通的第二级裂解气进口、第二级裂解气出口和第二级焦油出口的第二级缓冲罐体，有含通过管道与第二级裂解气出口连通的第三级裂解气进口和第三级裂解气出口的柴油吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．物质微波裂解循环综合处理方法，该方法包括以下步骤１）对生物质物料进行分选、破碎、压块和预干燥处理，将生物质物料水分控制在２０％以下；２）向微波裂解炉中加入惰性气体，除去微波裂解炉中的空气，预处理后的生物质物料进入微波裂解炉，在惰性气体保护条件下、加热至１５０℃，去除残余物理水分，实现生物质物料的干燥；３）对干燥后的生物质物料升温，将温度控制在３５０℃至４５０℃，在惰性气体保护条件下对生物质物料进行低温微波裂解处理，产生大量可燃裂解气相产物、固相产物；４）对可燃裂解气相产物依次进行一级冷却降温脱焦除尘处理、二级保温脱焦除尘处理、三级脱焦处理、脱酸处理，然后对脱酸处理后的气相产物进行空气分离处理形成各种气相产品并分别利用，对经一级冷却降温脱焦除尘处理和二级保温脱焦除尘处理后的液相产物进行冷凝处理、蒸馏处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季天仁，季宇，刁宇，朱娜，
申请(专利权)人：季天仁，季宇，刁宇，朱娜，
类型：发明
国别省市：90