CN103396824B - 一种高效生物质热解制燃料油生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种高效生物质热解制燃料油生产工艺，采用循环流化床反应装置，包括以下步骤：（1）、选用松木原料，将其粉碎至颗粒粒径在1-3毫米，然后干燥至相对含水率在8%以内备用；（2）、热解时保持反应器温度在480-530℃之间，内部压力保持在0至-500Pa，热解绝干料12吨/小时；（3）、反应后的热解气喷淋冷却至60℃以下、喷淋压力控制在-1000 Pa经分离、降温得到燃料油。本发明的目的在不改变原有设备和传统工艺流程的基础上，优化生物质热解工艺，使得生物质得到高效热解，液体产油率大大提升。

Description

一种高效生物质热解制燃料油生产工艺

技术领域

本发明属于生物质新能源领域，特别涉及一种生物质高效热解并高效产燃料油的生产工艺。

背景技术

随着社会的迅速发展，能源和生态问题越来越引起人们的重视。没有能源，经济发展就失去了动力；生态被破坏，人类的生存空间就受到了限制。选择新型可再生能源，减少环境污染，成了人们追求的主要目标，而以生物质热解制生物燃料技术成为了世界关注的问题。当前，我国生物质热解制燃料油技术起步晚，存在装置落后、技术不成熟、热解产率低的缺点，并且未形成一定的生产规模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效生物质热解制燃料油生产工艺，通过优化生物质热解工艺，使得生物质得到高效热解，液体产油率大大提升。

本发明的技术方案是：采用自混合下行循环流化床反应装置，包括以下步骤：

（1）、选用松木原料，将其粉碎至颗粒粒径在1-3毫米，然后干燥至相对含水率在8%以内备用；

（2）、保持热解反应器温度在480-530℃之间，内部压力保持在0至-500Pa,然后进料热解，绝干料进料量12吨/小时；

（3）、反应后的热解气喷淋冷却至60℃以下经分离得到燃料油。

所述步骤（3）中的喷淋介质为自产的燃料油，即前几批采用上述工艺制得并经冷却后的燃料油。

以下给出一种自混合下行循环流化床反应装置，其包括流化床再生器、惯性分离器、热解反应器、半焦分离器、半焦返料器依次连接组成的循环系统；所述的惯性分离器的上出口连接旋风分离器，旋风分离器的下出口通过热载体返料器连接流化床再生器；所述半焦分离器的热解气出口连接喷淋塔，喷淋塔内部设有喷淋口、顶部设有热解干气出口、底部设有燃料油出口。

为了提高喷淋效果，喷淋操作时喷淋塔内压力保持在-1000 Pa。

为了解决惯性分离器底部的高温热载体及半焦等高温固体物料容易堆积导致结焦的缺陷，所述惯性分离器下端固体物料落料口处安装拨料装置，其包括驱动装置驱动旋转的拨料轴，所述的拨料轴上间隔设有多组拨料齿。

所述拨料轴长度不超过1米，所述拨料齿的长度不超过0.4米。

所述的拨料齿间距为0.2-0.4米。

所述的驱动装置为互相连接的电机和变速箱。

所述的拨料轴及拨料齿分别为316L材质的拨料轴及拨料齿。

所述的拨料轴转速为5-20r/min。

本发明的目的在不改变原有设备和传统工艺流程的基础上，优化生物质热解工艺，使得生物质得到高效热解，液体产油率大大提升；本套装置及工艺使液体产品燃料油的产率由原来的35%（绝干生物质的燃料油产率）提升至40%（绝干生物质的燃料油产率），热值由原来的5600kcal/kg增至7500kcal/kg，灰分由原来的5%降至2%。同时增加了拨料装置，其采用了耐高温材质，独特的设计和安装位置，通过连续稳定的旋转运行，使得反应器及油气的温度与压力保持了平稳运行态势，避免了生物质半焦及热载体的长时间堆积，从而高温结焦，使此下料位置下料畅通，从而保证了循环流化床的连续运行。

附图说明

附图1 为一种高效生物质热解制燃料油生产工艺流程示意图；

图中：1、流化床再生器；2、惯性分离器；3、旋风分离器；4、热解反应器；5、半焦分离器；6、半焦返料器；7、热载体返料器；8、拨料轴；9、拨料齿；10、变速箱，11、电机，12、喷淋塔，13、喷淋口，14、热解干气出口，15、燃料油出口。

具体实施方式

参见图1，首先给出一种自混合下行循环流化床反应装置，其包括流化床再生器1、惯性分离器2、热解反应器4、半焦分离器6、半焦返料器6依次连接组成的循环系统；惯性分离器的2上出口连接旋风分离器3，旋风分离器3的下出口通过热载体返料器7连接流化床再生器1；半焦分离器5的热解气出口连接喷淋塔12，喷淋塔12内部设有喷淋口13、顶部设有热解干气出口14、底部设有燃料油出口15。惯性分离器2下端固体物料落料口处安装高温热载体的拨料装置，其包括电机11和变速箱10驱动旋转的拨料轴8（转速优选为5-20r/min），拨料轴8周向上间隔设有多组拨料齿9；拨料轴8长度不超过1米，拨料齿9的长度不超过0.4米，拨料齿9间距为0.2-0.4米。为了耐高温以及防腐，拨料轴8及拨料齿9分别选用316L材质。

其次给出自混合下行循环流化床反应装置的工作流程：将生物质原料输送至热解反应器4，在其中与惯性分离器2排入的高温固体颗粒进行接触、混合和反应，反应后物料进入半焦分离器5进行分离，气相（热解气）进行入喷淋塔12，固相通过半焦返料器进入流化床再生器1；气相在喷淋塔12经过喷淋冷却后，热解干气由顶部排出，燃料油由底部排出。同时旋风分离器3分离得到的热载体经过热载体返料器7也进入流化床再生器1，在流化床再生器1中固相与空气燃烧再生，温度升高后由流化床再生器1顶部排出，首先进入惯性分离器2，分离后的大部分固体颗粒进入热解反应器4进行下一循环，其余的少量微小颗粒进入旋风分离器3，分离的固体颗粒进行入热载体返料器7进行下一循环。

最后给出采用上述装置的生物质热解制燃料油生产工艺，具体包括以下步骤：

（1）、选用松木原料，将其粉碎至颗粒粒径在1-3毫米，然后干燥至相对含水率在8%以内备用；

（2）、保持热解反应器温度在480-530℃之间，内部压力保持在0至-500Pa,然后进料热解，绝干料进料量12吨/小时；

（3）、反应后的热解气喷淋冷却至60℃以下经分离得到燃料油，喷淋介质为自产的燃料油；喷淋塔内压力保持微负压，优选控制在-1000 Pa。

本套装置及工艺使液体产品燃料油的产率由原来的35%（绝干生物质的燃料油产率）提升至40%（绝干生物质的燃料油产率），热值由原来的5600kcal/kg增至7500kcal/kg，灰分由原来的5%降至2%。

Claims (6)

1.一种高效生物质热解制燃料油生产工艺，采用自混合下行循环流化床反应装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、选用松木原料，将其粉碎至颗粒粒径至1-3毫米，然后干燥至相对含水率在8%以内备用；

（2）、热解时保持反应器温度在480-530℃之间，内部压力保持在0至-500Pa，然后进料热解，绝干料进料量12吨/小时；

（3）、反应后的热解气喷淋冷却至60℃以下经分离得到燃料油；喷淋介质为自产的燃料油，喷淋操作时喷淋塔内压力保持在-1000 Pa；

所述的自混合下行循环流化床反应装置包括流化床再生器、惯性分离器、热解反应器、半焦分离器、半焦返料器依次连接组成的循环系统；所述的惯性分离器的上出口连接旋风分离器，旋风分离器的下出口通过热载体返料器连接流化床再生器；所述半焦分离器的热解气出口连接喷淋塔，喷淋塔内部设有喷淋口、顶部设有热解干气出口、底部设有燃料油出口；

所述惯性分离器下端固体物料落料口处安装拨料装置，其包括驱动装置驱动旋转的拨料轴，所述的拨料轴周向上间隔设有多组拨料齿。

2.根据权利要求1所述的高效生物质热解制燃料油生产工艺，其特征在于：所述拨料轴长度不超过1米，所述拨料齿的长度不超过0.4米。

3.根据权利要求2所述的高效生物质热解制燃料油生产工艺，其特征在于：所述的拨料齿间距为0.2-0.4米。

4.根据权利要求3的高效生物质热解制燃料油生产工艺，其特征在于：所述的驱动装置为互相连接的电机和变速箱。

5.根据权利要求4所述的高效生物质热解制燃料油生产工艺，其特征在于：所述的拨料轴及拨料齿分别为316L材质的拨料轴及拨料齿。

6.根据权利要求5所述的高效生物质热解制燃料油生产工艺，其特征在于：所述的拨料轴转速为5-20r/min。