專(zhuān)利名稱(chēng)：快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制取生物質(zhì)油的方法，特別是涉及一種利用快速熱裂解技術(shù)每小時(shí)處理500公斤稻殼粉，日產(chǎn)一噸生物質(zhì)油的方法。
背景技術(shù)：
能源是人類(lèi)社會(huì)存在與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。過(guò)去的200多年中，能源主要依靠以煤炭、石油、天然氣為基礎(chǔ)的能源體系。然而以上這些資源日益枯竭和環(huán)境不斷惡化，給地球帶來(lái)了嚴(yán)重后果，并威脅著人類(lèi)的生存與發(fā)展。步入21世紀(jì)的今天，關(guān)系國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的能源問(wèn)題，已成為當(dāng)今世界各國(guó)所面臨的中心議題。
生物質(zhì)能作為世界一次能源消費(fèi)中的第四大能源資源，它在歷史長(zhǎng)河中與人類(lèi)生活息息相關(guān)，是可存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?，在人?lèi)未來(lái)的能源系統(tǒng)中也將占有重要地位。
生物能是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式，以生物質(zhì)為載體的能量，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)燃料。它是取之不盡、用之不竭的一種可再生新能源。從廣義而論，生物質(zhì)能應(yīng)該屬于太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式。
生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)途徑，主要包括燃燒、熱化學(xué)法、生化法、化學(xué)法和物理化學(xué)法等。國(guó)內(nèi)外已有的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)的流程如圖1所示。
我國(guó)是人口眾多的農(nóng)業(yè)國(guó)家，生物質(zhì)能在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的地位，尤其在廣大農(nóng)村地區(qū)，生物質(zhì)能曾經(jīng)是最重要的能源。但是，長(zhǎng)期以來(lái)，大多生物質(zhì)能的利用以直接燃燒為主，不僅熱效率低下，而且伴隨著大量的煙塵和余灰的排放，成為阻礙農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步的重要因素之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，生物質(zhì)能可以通過(guò)各種轉(zhuǎn)換技術(shù)高效地加以利用，生產(chǎn)各種清潔燃料和電力，以替代煤炭、石油和天然氣等礦物燃料。所以，開(kāi)發(fā)與利用生物質(zhì)能源，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家能源安全、改善生存環(huán)境和減少排放二氧化碳，都具有重要作用和實(shí)際意義。
在較為接近商品能源產(chǎn)區(qū)的農(nóng)村地區(qū)或富裕的農(nóng)村地區(qū)，商品能源(煤、液化氣、電)已成為其主要的炊事和生活用能，以傳統(tǒng)方式燃燒的秸稈首先成為被替代的對(duì)象，致使廢棄田間地頭的秸稈量逐年增加。許多地區(qū)燃燒廢棄秸稈的現(xiàn)象已延續(xù)多年，屢禁不止，造成了嚴(yán)重的大氣污染。特別是在收獲季節(jié)集中燃燒排放，使大氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化，已經(jīng)多次發(fā)生航空機(jī)場(chǎng)關(guān)閉和高速公路追尾撞車(chē)的事故，成為各級(jí)政府關(guān)切的一個(gè)嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題。隨著今后我國(guó)農(nóng)村現(xiàn)代化水平的提高，這種浪費(fèi)和污染的情況將越來(lái)越嚴(yán)重。所以利用高效的生物質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)，將廢棄的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為高品位的燃油、燃?xì)夂碗娔埽粌H可以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，增加農(nóng)民收入，減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，又可減少污染、促進(jìn)生態(tài)的良性循環(huán)。
現(xiàn)有技術(shù)中也公開(kāi)了一些關(guān)于制備生物質(zhì)油的方法。據(jù)文獻(xiàn)載，在美國(guó)建立了不同裂解方法的實(shí)驗(yàn)裝置，每小時(shí)生產(chǎn)容量從幾十至幾百公斤，最高產(chǎn)油率70％左右。意大利也建立500kg/h的裝置。加拿大開(kāi)發(fā)了多種工藝實(shí)驗(yàn)，并有較大實(shí)驗(yàn)裝置，日加工能力200T。我國(guó)與美歐一些國(guó)家相比，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究起步較遲緩，近十年來(lái)，沈陽(yáng)農(nóng)大、浙江大學(xué)、中科院和山東理工大學(xué)等單位做了一些這方面實(shí)驗(yàn)室的工作，最近未見(jiàn)有新進(jìn)展的報(bào)道。
但是，這些方法存在一些有待改進(jìn)的地方，比如提高原料的適應(yīng)性和產(chǎn)油率，減少反應(yīng)器中的結(jié)焦現(xiàn)象，以及持續(xù)穩(wěn)定的送料等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的制取生物質(zhì)油的方法存在的缺陷，而提供一種新的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自動(dòng)控制的送料系統(tǒng)，保證裂解反應(yīng)在無(wú)氧狀態(tài)下進(jìn)行，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種在快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法中使用的冷凝方法。
本發(fā)明的還一目的在于，提供一種適于更廣泛的原料，在降低原材料成本的同時(shí)，提高生物質(zhì)燃料的產(chǎn)率，并且同時(shí)開(kāi)發(fā)具有價(jià)值的生物質(zhì)油副產(chǎn)品和更經(jīng)濟(jì)高效的轉(zhuǎn)化設(shè)備和技術(shù)，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，該方法包括對(duì)物料進(jìn)行干燥、粉碎，然后將處理后的物料通過(guò)送料系統(tǒng)輸送到反應(yīng)器中進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，并將反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離得到所述的生物質(zhì)油，該方法還包括以下步驟(a)首先在物料與空氣接觸的狀態(tài)下，送料系統(tǒng)用傳統(tǒng)的螺旋推進(jìn)法將物料輸送到儲(chǔ)料箱中；(b)將儲(chǔ)料箱的物料通過(guò)氣流輸送到設(shè)有確定物料添加量的傳感器的添料箱中；(c)添料箱中的傳感器確定物料的堆積度達(dá)到預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn)后，設(shè)置在添料箱上的電子開(kāi)閉閥自動(dòng)關(guān)閉添料箱頂蓋，使物料處于無(wú)氧狀態(tài)；以及(d)添料箱的電子開(kāi)閉閥關(guān)閉的同時(shí)，料倉(cāng)的電子開(kāi)閉閥開(kāi)啟并啟動(dòng)脈沖給料機(jī)，將物料通過(guò)管道吸入料倉(cāng)，堆積度達(dá)標(biāo)時(shí)傳感器指令料倉(cāng)電子開(kāi)閉閥關(guān)閉的同時(shí)開(kāi)啟添料箱的電子開(kāi)閉閥，相應(yīng)的物料被脈沖氣流輸送到熱裂解反應(yīng)器中。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中所述的干燥后的物料的含水量不大于10％，粉碎后的物料的粒徑為1-1.5mm。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為1-3秒。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中所述的熱裂解反應(yīng)的最高溫度為650℃，并按照如下程序分階段進(jìn)行第一階段在120℃-150℃下進(jìn)行，第二階段在150℃-280℃下進(jìn)行，第三階段在280℃-450℃下進(jìn)行，以及第四階段在450℃-650℃下進(jìn)行。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中該方法還包括將熱裂解反應(yīng)器中得到的固體產(chǎn)物輸送到除塵器中進(jìn)行處理、得到固體產(chǎn)物炭的步驟。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中所述的除塵器為旋風(fēng)分離器。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中該方法還包括將熱裂解反應(yīng)器中得到的氣體產(chǎn)物輸送到冷凝系統(tǒng)中進(jìn)行冷凝，然后用生物油質(zhì)收集罐收集冷凝得到的生物質(zhì)油，并將得到的不可冷凝氣一部分送入循環(huán)氣體壓縮機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，作為熱源進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器中。
其中的冷凝系統(tǒng)中包括兩個(gè)連接的冷凝器，第一冷凝器的溫度為50℃-70℃，第二個(gè)冷凝器的溫度為-2℃-2℃。
前述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其中所述的第一冷凝器通常在1-2秒內(nèi)將氣體爭(zhēng)冷至350℃以下，第二個(gè)冷凝器在制冷下的溫度約為0℃，第一冷凝器和第二冷凝器之間垂直設(shè)置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，該技術(shù)是指生物質(zhì)在基本無(wú)氧氣(與空氣隔絕)的條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過(guò)程。通過(guò)這一熱化學(xué)轉(zhuǎn)換過(guò)程生成液體生物油，可燃?xì)怏w和固體生物質(zhì)炭三部分產(chǎn)物。生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)基本過(guò)程可分類(lèi)四個(gè)階段1、干燥階段靠外部供熱加溫120℃-150℃，使釜中物料蒸發(fā)出水分。此階段物料化學(xué)組分基本不變。
2、預(yù)炭化階段(預(yù)熱裂解)升溫150℃-280℃時(shí)，物料熱裂解反應(yīng)比較明顯，化學(xué)組分開(kāi)始變化，不穩(wěn)定成份(如半纖維素)分解成CO2、CO和少量醋酸等物質(zhì)。
3、炭化階段(固體分解)升溫280℃-450℃時(shí)，物料急劇分解出大量產(chǎn)物，且釋放大量反應(yīng)熱，為放熱反應(yīng)階段。生成產(chǎn)物中含有醋酸，木焦油和甲醇(冷卻時(shí)可析出)。還有CO2、CO、CH4、H2等氣體。
4、煅燒階段此階段的溫度范圍為450℃-650℃。將圖體產(chǎn)物中的C-H、C-O鍵進(jìn)一步裂解，除去殘留在木炭中的揮發(fā)物質(zhì)，從而提高固定炭的質(zhì)量。
以上四個(gè)階段無(wú)明顯界限連續(xù)進(jìn)行。
生物質(zhì)快速熱裂解使用的反應(yīng)器主要類(lèi)型有夾帶流反應(yīng)器、真空反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器(含旋轉(zhuǎn)錐、旋轉(zhuǎn)螺旋反應(yīng)器)、燒蝕板反應(yīng)器、燒蝕渦流反應(yīng)器、液化床反應(yīng)器(含循環(huán)液化床反應(yīng)器)。
本發(fā)明中的熱裂解反應(yīng)器是溫度在650℃以?xún)?nèi)、總壓力在8kpa的條件下運(yùn)行。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的技術(shù)對(duì)原料的適應(yīng)能力強(qiáng)；因而可以降低原材料成本。
2、本發(fā)明快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的技術(shù)生物質(zhì)燃料的產(chǎn)率高(45％-70％)，并同時(shí)能夠開(kāi)發(fā)出具有廣泛使用價(jià)值的生物質(zhì)油副產(chǎn)品，如本發(fā)明中得到的副產(chǎn)品炭，可用作民用燃料、冶煉高質(zhì)量的有色金屬和鑄鐵的燃料、作機(jī)械零件的滲炭劑、可制成石墨和活性炭；裂解反應(yīng)產(chǎn)生的不可冷凝氣體也可用作燃料。
3、本發(fā)明快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的技術(shù)的轉(zhuǎn)化設(shè)備和技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比，更加經(jīng)濟(jì)高效。
4、本發(fā)明采用二級(jí)快速冷凝。因此避免了大分子揮發(fā)氣體在較高溫度下進(jìn)一步裂解成不可冷凝的小分子氣體，從而提高了生物油的產(chǎn)量。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的制取生物質(zhì)油的方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法示意圖。
1儲(chǔ)料箱 2添料箱3料倉(cāng)4電子開(kāi)閉閥 5壓力泵6熱裂解反應(yīng)器7氣體流量計(jì) 8氣體塔9旋風(fēng)除塵器10冷凝器 11水封罐 12集油器
13儲(chǔ)油罐 14壓縮機(jī) 15儲(chǔ)氣罐具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法其具體結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法主要包括如下一些反應(yīng)單元，即圖2中所示的儲(chǔ)料箱1、添料箱2、料倉(cāng)3、電子開(kāi)閉閥4、壓力泵5、熱裂解反應(yīng)器6、氣體流量計(jì)7、氣體塔8、旋風(fēng)除塵器9、冷凝器10、水封罐11、集油器12、儲(chǔ)油罐13、壓縮機(jī)14和儲(chǔ)氣罐15。
具體流程如下。
首先采用傳統(tǒng)的螺旋推進(jìn)器將1-1.5mm粒徑的物料在與空氣相混狀態(tài)中送入儲(chǔ)料箱1；通過(guò)給料壓力泵利用熱裂解自身產(chǎn)生的氣體，將儲(chǔ)料箱1中的物料用氣流送入添料箱2，箱中傳感器確定物料堆積度達(dá)標(biāo)(預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn))后，指令電子開(kāi)閉閥4自動(dòng)關(guān)閉料箱頂蓋，使物料處于無(wú)氧狀態(tài)；添料箱電子開(kāi)閉閥4關(guān)閉的同時(shí)，料倉(cāng)3的電子開(kāi)閉閥4開(kāi)啟并啟動(dòng)脈沖給料機(jī)將物料通過(guò)管道吸入料倉(cāng)3中，堆積度達(dá)標(biāo)時(shí)傳感器指令料倉(cāng)3的電子開(kāi)閉閥4關(guān)閉。物料被脈沖氣流送入熱裂解反應(yīng)器6中。料倉(cāng)3電子開(kāi)閉閥4關(guān)閉的同時(shí)，添料箱2的電子關(guān)閉閥4開(kāi)啟，如此交替接連運(yùn)行，保證了整體裝置的連續(xù)生產(chǎn)。物料在裂解反應(yīng)器6中反應(yīng)，得到的氣體產(chǎn)物輸送到氣體塔8中進(jìn)行緩沖，然后通過(guò)旋風(fēng)除塵器9將固體產(chǎn)物分離下來(lái)，并繼續(xù)將氣體產(chǎn)物輸送到冷凝器10中進(jìn)行冷凝分離。冷凝分離得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水封罐11和集油器12的分離后，氣體部分(不凝氣)通過(guò)壓縮機(jī)14輸入到儲(chǔ)氣罐15中，并通過(guò)氣體流量計(jì)7計(jì)量輸送到裂解反應(yīng)器6中；液體部分(即生物質(zhì)油)輸送到儲(chǔ)油罐13中進(jìn)行儲(chǔ)存。
實(shí)施例本實(shí)施例的實(shí)施方案如下。試驗(yàn)規(guī)模偉500kg/h(每小時(shí)吞吐物料500kg，日產(chǎn)生物質(zhì)油1-2噸)。
(1)干燥為了避免物料中過(guò)多的水份被帶到生物油中去，必須對(duì)物料進(jìn)行干燥，本實(shí)施例采用電機(jī)功率為7.5KW山地牌烘干機(jī)，每小時(shí)可烘干物質(zhì)700kg。烘干后的物料要求含水量不大于8％。
(2)粉碎為提高生物質(zhì)油的產(chǎn)出率，需對(duì)物料進(jìn)行粉碎。這對(duì)提高加熱速率十分必要。因?yàn)槲锪献銐蛐〉牧绞谴_保高加熱速率的重要條件之一。本實(shí)施例以稻殼為物料；其粒徑為1-1.5mm。
(3)送料。輸送物料是熱裂解流程中重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。因?yàn)樯镔|(zhì)熱裂解是生物質(zhì)(物料)在完全缺氧或有限氧供給的條件下，將粒徑很小的物料輸送到熱裂解反應(yīng)器中的。進(jìn)料采用以螺旋推進(jìn)與氣體推進(jìn)相結(jié)合的方法。
(4)熱裂解反應(yīng)。熱裂解反應(yīng)溫度范圍為120-650℃。最高溫度為600-650℃。氣相停留時(shí)間小于3s，加熱速率可達(dá)2000k/s?？刂茻崃呀庖夯募夹g(shù)的另一關(guān)鍵在于要有很高的加熱速率和熱傳遞速率，嚴(yán)格控制溫度以及熱裂解揮發(fā)分的快速冷卻。本發(fā)明可以利用裂解反應(yīng)產(chǎn)生的不可冷凝氣體作燃料。熱裂解燃燒室溫度在120℃-150℃過(guò)程中，主要是將物料所含水份進(jìn)一步蒸發(fā)脫其水份，溫度在150℃-280℃過(guò)程中，物料反應(yīng)比較明顯不穩(wěn)定的成份，比如半纖維素等化學(xué)組分開(kāi)始生成CO2、CO和少量醋酸等物質(zhì)。經(jīng)上一般屬于吸熱反應(yīng)階段。當(dāng)溫度在280℃-450℃時(shí)，物料急劇進(jìn)行熱分解，生產(chǎn)大量的分解產(chǎn)物，這一固體分解(炭化)階段釋放大量的反應(yīng)熱以上一般為放熱反應(yīng)階段。溫度由450℃-650℃過(guò)程中，C-H、C-O鍵進(jìn)一步被裂解，生成液體產(chǎn)物有醋酸，木焦油和甲醇(冷卻時(shí)析出來(lái))；氣體產(chǎn)物中有CO2、CH4、H2等，可燃成份增加。以上幾個(gè)反應(yīng)階段之間沒(méi)有明顯界限，它們是連續(xù)不間斷進(jìn)行的。
(5)鍛燒后熱裂解反應(yīng)器中的氣體產(chǎn)物進(jìn)入氣體塔經(jīng)水噴處理后進(jìn)入冷凝程序。從熱裂解反應(yīng)器中固體產(chǎn)物進(jìn)入除塵器，優(yōu)選為旋風(fēng)分離器收集木炭產(chǎn)品。
(6)冷凝。采用二級(jí)快速冷凝。經(jīng)過(guò)水噴過(guò)程的油蒸汽和氣體產(chǎn)物通過(guò)兩個(gè)連接的冷凝器，這兩個(gè)冷凝器是垂直的，冷凝器頂部設(shè)有清潔塞口，底部設(shè)有生物油收集罐。第一個(gè)冷凝器維持將氣體溫度降低至350℃以下；第二個(gè)冷凝器使用大約在0℃冷水做為冷凝介質(zhì)。生物油在冷凝器中冷凝并被收集，生成的氣體通過(guò)過(guò)濾器濾除霧狀焦油，一部分送入循環(huán)氣體壓縮機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。作為熱源進(jìn)入反應(yīng)器的燃燒室。
試驗(yàn)結(jié)果如下。
反應(yīng)產(chǎn)物中主要包括生物質(zhì)油、炭、不可凝氣體?，F(xiàn)分述如下。
(1)以稻殼為實(shí)驗(yàn)物料，生物質(zhì)油的產(chǎn)油率為45％。得到的生物質(zhì)油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物，其主要包括醚、酯、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇。生物質(zhì)油的物性和組成數(shù)據(jù)如表1所示。
表1

(2)炭得到的木炭分為白炭和黑炭。具體組成如表2。
表2

(3)不可冷凝氣體反應(yīng)得到的不可冷凝氣體是一種可燃?xì)怏w，用氣體相色譜法檢測(cè)其成分，結(jié)果見(jiàn)表3。
表3

由表3可知，不可冷凝氣體主要由CO、CH4、CO2、H2和水蒸氣組成。N2為熱裂解過(guò)程中通入的載氣，O2可能是氣體采樣時(shí)帶入的空氣。不可冷凝氣體含量主要受反應(yīng)溫度影響，極易燃燒，其燃燒火苗達(dá)1m以上，因此通過(guò)設(shè)計(jì)可成為熱裂解裝置的熱源。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，該方法包括對(duì)物料進(jìn)行干燥、粉碎，然后將處理后的物料通過(guò)送料系統(tǒng)輸送到反應(yīng)器中進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，并將反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離得到所述的生物質(zhì)油，其特征在于該方法還包括以下步驟(a)首先在物料與空氣接觸的狀態(tài)下，送料系統(tǒng)用傳統(tǒng)的螺旋推進(jìn)法或提升法將物料輸送到儲(chǔ)料箱中；(b)將儲(chǔ)料箱的物料通過(guò)氣流輸送到設(shè)有確定物料定量的傳感器的添料箱中；(c)添料箱中的傳感器確定物料的堆積度達(dá)到預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn)后，設(shè)置在添料箱上的電子開(kāi)閉閥自動(dòng)關(guān)閉添料箱頂蓋，使物料處于無(wú)氧狀態(tài)；以及(d)添料箱的電子開(kāi)閉閥關(guān)閉的同時(shí)，料倉(cāng)的電子開(kāi)閉閥開(kāi)啟并啟動(dòng)脈沖給料機(jī)，將物料通過(guò)管道吸入料倉(cāng)，堆積度達(dá)標(biāo)時(shí)傳感器指令料倉(cāng)電子開(kāi)閉閥關(guān)閉的同時(shí)，又開(kāi)啟添料箱的電子開(kāi)閉閥，相應(yīng)的物料被脈沖氣流輸送到熱裂解反應(yīng)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中所述的干燥后的物料的含水量不大于10％，粉碎后的物料的粒徑為1-1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為0.5-3秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中所述的熱裂解反應(yīng)的最高溫度為650℃，并按照如下程序分階段進(jìn)行的第一階段在120℃-150℃下進(jìn)行，第二階段在150℃-280℃下進(jìn)行，第三階段在280℃-450℃下進(jìn)行，以及第四階段在450℃-650℃下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于該方法還包括將熱裂解反應(yīng)器中得到的固體產(chǎn)物輸送到除塵器中進(jìn)行處理、得到固體產(chǎn)物炭的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中所述的除塵器為旋風(fēng)分離器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于該方法還包括將熱裂解反應(yīng)器中得到的氣體產(chǎn)物輸送到冷凝系統(tǒng)中進(jìn)行冷凝，然后用生物油質(zhì)收集罐收集冷凝得到的生物質(zhì)油，并將得到的不凝氣一部分送入循環(huán)氣體壓縮機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中，另一部分氣體作為熱源進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器中。
8.、根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中的冷凝系統(tǒng)中包括兩個(gè)連接的冷凝器，第一冷凝器的溫度為50℃-70℃，第二個(gè)冷凝器的溫度為-2℃-2℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速熱裂解技術(shù)制取生物質(zhì)油的方法，其特征在于其中所述的第一冷凝器通常在1-2秒內(nèi)將氣體急冷至350℃以下，第二個(gè)冷凝器在制冷下的溫度約為0℃，極大限度地增加了產(chǎn)生物質(zhì)油的產(chǎn)出量。第一冷凝器和第二冷凝器之間垂直設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種利用快速熱裂解技術(shù)每小時(shí)處理500公斤稻殼粉，日產(chǎn)一噸生物質(zhì)油的方法，該方法包括對(duì)物料進(jìn)行干燥、粉碎，然后將處理后的物料通過(guò)送料系統(tǒng)輸送到反應(yīng)器中進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，并將反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離得到所述的生物質(zhì)油。本發(fā)明提供了一種新的解決能源問(wèn)題的方案，充分利用了造成環(huán)境污染的廢棄材料，從而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C10G1/00GK1962818SQ20051011756
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者李效時(shí) 申請(qǐng)人:李效時(shí)