生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，涉及生物質(zhì)裂解及可再生資源【技術(shù)領(lǐng)域】。主要包括準(zhǔn)備原料為生物質(zhì)與廢塑料；原料在熱裂解爐中熱裂解；氣固分離，不凝性燃?xì)庥糜谧鰺崃呀夥磻?yīng)的熱源；熱載體留在爐內(nèi)繼續(xù)參與反應(yīng)；將生物毛油酯化蒸餾、催化，冷凝得到生物燃油產(chǎn)品。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)之不足，工藝合理，經(jīng)催化精制后燃料油熱值高、流動性好、穩(wěn)定性好；控制簡單、方便，節(jié)能，生產(chǎn)效率高，特別對原料適宜性強(qiáng)，設(shè)備簡單、操作方便，生產(chǎn)效率高。
【專利說明】生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)裂解及可再生資源【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、天然氣等不可再生資源頻臨枯竭以及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，能源需求與環(huán)境保護(hù)成為當(dāng)今世界的兩大課題。同化石資源相比，生物質(zhì)可再生、對環(huán)境污染小、不產(chǎn)生CO2排放，是地球上最普遍的可再生資源之一。隨著人們生活水平的提高，生活垃圾中的有機(jī)物含量逐漸升高，掩埋處理已不能滿足環(huán)保的要求，焚燒減量處理會產(chǎn)生二噁英類的有害物。因此，開發(fā)適合不同有機(jī)物的熱裂解工藝設(shè)備是資源利用和環(huán)境保護(hù)的迫切需求。
[0003]固體有機(jī)物熱裂解生產(chǎn)液體燃油的各種工藝中，反應(yīng)器是其核心部分。根據(jù)生物質(zhì)熱裂解的特點，快速裂解和快速冷凝是達(dá)到液體燃料的最大收率，因此國內(nèi)外普遍采用的是流化床反應(yīng)器。但是，由于自身生化組成和結(jié)構(gòu)特點，這類物質(zhì)裂解反應(yīng)產(chǎn)油率不高，所得油質(zhì)量不佳，例如含氧量高，熱值及穩(wěn)定性都不理想，因此限制了其工業(yè)化的推廣應(yīng)用。清華大學(xué)發(fā)明的生物質(zhì)和費(fèi)塑料共裂解新方(專利號:CN 102618312 A)，實驗可使生物油含氧量較低，熱值達(dá)到原油的90%以上，擴(kuò)大生物燃油的適用范圍。目前國內(nèi)外開發(fā)的反應(yīng)器種類很多，形成了不同的工藝，各有缺陷，主要分以下幾種類型:
(I)機(jī)械接觸式反應(yīng)器工藝，這類反應(yīng)器的共同點是通過加熱反應(yīng)器表面直接或間接的與生物質(zhì)接觸，將熱量傳遞給生物質(zhì)，使其高速升溫，達(dá)到快速裂解的目的。其采用的熱量傳遞方式為熱傳導(dǎo)，常見的有燒蝕熱解反應(yīng)器、絲網(wǎng)熱解反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器等。但是存在設(shè)備磨損大，動力消耗大，難以工業(yè)化放大的問題。
[0004](2)間接式反應(yīng)器工藝，這類反應(yīng)器的主要特征是有一高溫的表面或熱源提供生物質(zhì)熱解所需的熱能，其主要是通過熱輻射進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，常見的熱天平歸屬此類，作為實驗室設(shè)備難以工業(yè)化放大。
[0005](3)混合式反應(yīng)器，混合式反應(yīng)器主要借助熱氣流和氣固多想流對生物質(zhì)進(jìn)行快速加熱，起主導(dǎo)熱量傳遞的方式主要為對流換熱，但熱輻射和熱傳導(dǎo)也不可忽略，常見的有流化床反應(yīng)器、快速引射床反應(yīng)器、循環(huán)流化床反應(yīng)器等。其中循環(huán)流化床裝置因能解決熱量轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)實現(xiàn)熱量自給，能很好的滿足快速熱解對升溫速率的要求被廣泛應(yīng)用。目前用于商業(yè)運(yùn)行的是輸送床和循環(huán)流化床系列。流化床式反應(yīng)器對物料粉碎要求較高，并需要大量的載氣，對生產(chǎn)中的不凝性燃?xì)饣厥绽щy。對生活垃圾主要是廢塑料容易發(fā)生粘連賭賽，對原料的適應(yīng)性差。
[0006] (4)真空移動床反應(yīng)器，真空移動床反應(yīng)器是靠高溫熔鹽加熱反應(yīng)器的兩個平板，物料在兩個加熱的水平平板上傳遞過程中進(jìn)行熱裂解。此工藝需要大量的熱風(fēng)作為熱載體的驅(qū)動能源。流化床是以500°左右惰性氣體作為熱載體隨物料一起進(jìn)入裂解爐進(jìn)行耦合反應(yīng)，惰性氣體隨裂解氣一同排出爐外，造成冷凝回收困難和不凝性氣體作為燃?xì)獾募兌冉档陀绊懭細(xì)獾睦谩Ａ骰差惙磻?yīng)器因沒有動力驅(qū)動，極易造成廢塑料在受熱過程的粘連堵塞，不適合生物質(zhì)與廢塑料的共裂解?，F(xiàn)在國內(nèi)幾種的生物質(zhì)熱裂解的生產(chǎn)工藝只限于生物質(zhì)液化階段，生物液體燃料的熱值只是16-18mj/kg，是生物質(zhì)熱值的1.5倍左右，再精制受到極大的限制，因此目前國內(nèi)的工藝基本沒有精制工藝。生物質(zhì)在反應(yīng)器熱裂解時不需要氣體和固體熱載體，因此，減少了隨后的生物燃油收集系統(tǒng)的體積和成本，但需要一套熔鹽加熱系統(tǒng)。由于該反應(yīng)器需要大功率的真空泵，價格高、能耗大，放大困難，因此目前我國沒有單位研究。除此以外，常見的生物質(zhì)熱解裝置還有:固定床熱裂解反應(yīng)器、自由落下床熱裂解反應(yīng)器等。但目前在我國研究較少，這里不做詳述。生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)是從發(fā)達(dá)國家開始研發(fā)的，我國是最近幾年才開始的，作為“不與民爭糧、不與糧爭地”的農(nóng)業(yè)廢棄物作為最大的研發(fā)方向，生物質(zhì)熱裂解原理是通用的，但是因是不同的工藝，產(chǎn)生的效果差別很大。上述國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的不足總結(jié)如下:
1、流化床不足:操作要求高，大量惰性流化氣的制備、循環(huán)、加熱和冷卻能耗大，規(guī)模大時熱效率較低，對原材料的粒徑、形狀要求苛刻，大大增加了原料的加工成本。
[0007]2、循環(huán)流化床反應(yīng)器存在焦渣磨損問題，且不易于大型化使用；
旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器不足:高速運(yùn)轉(zhuǎn)件，能耗大，操作難度大。
[0008]3、真空移動床反應(yīng)器對于真空度要求較高，增加了制造成本和運(yùn)行難度。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明要解決的問題是提供一種生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，克服了現(xiàn)有技術(shù)之不足，工藝合理，經(jīng)催化精制后燃料油熱值較高、流動性好、穩(wěn)定性好；操作簡便、節(jié)能、生產(chǎn)效率高，尤其對原料適宜性強(qiáng)，不同農(nóng)林廢棄物如秸桿、木屑、樹皮、枝丫等都可使用；設(shè)備簡單、成本低，在降低生產(chǎn)成本的同時也消除了環(huán)境污染，特別適宜大型工業(yè)化生產(chǎn)使用,可產(chǎn)生巨大社會效率和經(jīng)濟(jì)效率。
[0010]本發(fā)明的主要技術(shù)方案是:一種生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于包括以下步驟:
a、準(zhǔn)備原料:原料為生物質(zhì)，經(jīng)過烘干；所述的生物質(zhì)原料為棉花秸桿和樹枝、鋸末、刨花、麥秸、稻草、稻殼；或原料為生物質(zhì)與廢塑料，生物質(zhì)與廢塑料的重量混合比例為:生物質(zhì)7份，廢塑料> 2份；
b、原料在內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐中與熱載體進(jìn)行熱耦合并進(jìn)行熱裂解反應(yīng):生成灰分和油氣；
C、反應(yīng)完畢后生成的灰分和油氣進(jìn)行氣固分離:灰分排出，油氣冷凝后得到生物毛油和不凝性燃?xì)?，生物毛油進(jìn)入中間罐；不凝氣體也可再經(jīng)冷凝氣液分離，得到生物毛油?’最后的不凝性燃?xì)夥祷赜米鰺崃呀鉅t熱裂解反應(yīng)加熱器的燃?xì)鈬娮斓臒嵩矗嘤嗟膶ν廨斔?；熱載體一直留在爐內(nèi)多次參與新進(jìn)物料的熱耦合及熱裂解反應(yīng)；
d、生物毛油蒸餾并催化精制:精餾最高溫度不大于360°C，不凝性燃?xì)庾鳛榫s塔中精餾的熱能，精餾除去毛油中的固體雜質(zhì)和高沸點餾分后，二次蒸汽降凝催化塔，在催化塔中在催化劑的作用后冷凝得到生物燃油產(chǎn)品。
[0011 ] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟d、中，蒸餾并催化之前經(jīng)過酯化處理工序，即使甲醇與生物質(zhì)裂解生產(chǎn)伴隨物木醋發(fā)生酯化反應(yīng)，以提高燃油品質(zhì)。(此段應(yīng)去掉)
所述的催化劑為:FCC、SBA-15、MCM-41、SCP0-11、以及Zn、Mn、Fe改性的分子篩，其中的一種或幾種；催化劑量為原料重量的1%—20%，以生物燃油降凝為目的。
[0012]優(yōu)選，所述的熱載體為石英砂。
[0013]優(yōu)選，所述原料在內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐中的進(jìn)料為連續(xù)進(jìn)料。
[0014]優(yōu)選，所述的灰分排出方式為:灰分通過自降溫密封蚊龍20冷卻后排出至生物炭儲存室；利用熱裂解爐中的煙道余熱做原料烘干的熱源，用生物毛油用做油氣冷凝的冷源。
[0015]優(yōu)選，所述的內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐為內(nèi)置熱載體的臥式滾筒旋轉(zhuǎn)裂解爐，其特征在于，包括臥式旋轉(zhuǎn)爐體，該臥式旋轉(zhuǎn)爐體置于爐膛內(nèi)，臥式旋轉(zhuǎn)爐體的兩個轉(zhuǎn)軸與爐膛間為動密封，爐膛內(nèi)設(shè)有加熱器，加熱器為燃?xì)鈬娮?；爐膛壁設(shè)有爐氣出口，臥式旋轉(zhuǎn)爐體的兩個轉(zhuǎn)軸均為與臥式旋轉(zhuǎn)爐體的內(nèi)腔連通的空心管，其中一個空心管為混合氣導(dǎo)出管，混合氣導(dǎo)出管末端處動密封連接靜態(tài)導(dǎo)出管；另一個空心管為進(jìn)料管，所述的進(jìn)料管處設(shè)有密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)；臥式旋轉(zhuǎn)爐體置于托輥或軸座上，一個空心管通過機(jī)械傳動裝置與驅(qū)動電機(jī)相連；臥式旋轉(zhuǎn)爐體內(nèi)的圓周上分布有熱載體翻抄板，所述的熱載體翻抄板為一排與中軸線平行的徑向傾斜板或平行板。
[0016]優(yōu)選，所述的密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為:輸料管從進(jìn)料管內(nèi)深入爐內(nèi)，輸料管從進(jìn)料管為動密封，輸料管的后部設(shè)有料斗和推料口，往復(fù)式進(jìn)料器的往復(fù)式推料桿從推料口處進(jìn)入推料，往復(fù)式推料桿與往復(fù)式動力機(jī)構(gòu)相連；所述的進(jìn)料管留有原料密封段，通過調(diào)整往復(fù)式進(jìn)料器的行程控制密封段的長度，能方便實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，大大提高生產(chǎn)率。
[0017]優(yōu)選，所述的最后的不凝性燃?xì)饨?jīng)羅茨風(fēng)機(jī)輸送至氣柜，氣柜中的燃?xì)饨?jīng)經(jīng)阻火器，做加熱器的燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)狻?[0018]所述的生物質(zhì)原料可直接使用，棉花秸桿和樹枝，直徑不超過3mm，長度不限；也可粉碎后使用。
[0019]本發(fā)明的積極效果是:本發(fā)明要解決的問題是提供一種生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，克服了現(xiàn)有技術(shù)之不足，工藝合理，經(jīng)催化精制后燃料油熱值較高、流動性好、穩(wěn)定性好；操作簡便、節(jié)能、生產(chǎn)效率高，尤其對原料適宜性強(qiáng)，不同農(nóng)林廢棄物如秸桿、木屑、樹皮、枝丫等都可使用；設(shè)備簡單、成本低，在降低生產(chǎn)成本的同時也消除了環(huán)境污染，特別適宜大型工業(yè)化生產(chǎn)使用,可產(chǎn)生巨大社會效率和經(jīng)濟(jì)效率。
[0020]該工藝對原料的適宜性非常強(qiáng)，對不同農(nóng)林廢棄物如秸桿、木屑、樹皮、枝丫及原料粒徑形狀等都具有很好的裂解效果，操作參數(shù)變化不大。該設(shè)備操作簡單、控制方便，非常符合農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)地分散、操作工大多文化程度不高和技術(shù)訓(xùn)練不足等實際情況。低能耗，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，可實現(xiàn)將可燃性不凝氣循環(huán)回用加熱裂解爐，因此能耗很低。與流化床相比，不需大量惰性流化氣體循環(huán)，大大提高了生產(chǎn)效率。整個過程無載氣使用，不凝性燃?xì)饧兌雀撸鳛闊峤夂途s的熱能避免了生產(chǎn)中的二次污染。廢塑料作為福氫有機(jī)物的使用，減少了燃油精制中的催化加氫設(shè)備的投資和繁瑣的生產(chǎn)工藝，也有效的降低了日益增多的廢塑料對環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的工藝流程及裝置示意圖。
[0022]圖2為圖1中所用的內(nèi)置熱載體的臥式滾筒旋轉(zhuǎn)裂解爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是圖2中的A-A剖面示意圖。[0024]圖1中，1、往復(fù)式進(jìn)料器，5、燃?xì)鈬娮欤?1、旋轉(zhuǎn)裂解爐，16、干原料，19、雙極旋分，20、自冷密封絞龍，21、毛油冷卻器，22、噴淋塔，23、中間罐，24、精餾塔，25、催化塔，26、水冷凝器，27、氣液分離器，28、羅茨風(fēng)機(jī)，29、氣柜，30煙道氣，31、滾筒干燥機(jī)，32、原料，33、生物炭出口，34、生物燃油出口，35、燃?xì)獬隹?；
圖2~圖3中:1、往復(fù)式進(jìn)料器，2、進(jìn)料管，3、料封段，4、托輥，5、燃?xì)鈬娮欤?.熱載體(石英砂)，7、爐膛，8、驅(qū)動電機(jī)，9、齒圈，10、混合氣導(dǎo)出管，11、臥式旋轉(zhuǎn)爐體，12、熱載體翻抄板，13、輸料管，14、動密封，15、混合氣出口，16、原料，17熱電偶，18、靜態(tài)導(dǎo)出管。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的創(chuàng)作特征與功效易于明白了解，下面結(jié)合實施例及上述附圖作詳述，但不作為 對本發(fā)明的限定。
[0026]工藝實施例1:
參見圖1，該生物質(zhì)熱 裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于包括以下步驟:
a、準(zhǔn)備原料:原料為生物質(zhì)，經(jīng)過烘干；所述的生物質(zhì)原料為棉花秸桿和樹枝、鋸末、刨花、麥秸、廢塑料、稻草、稻殼；
或原料為生物質(zhì)與廢塑料，生物質(zhì)與廢塑料的重量混合比例為:生物質(zhì)7份，廢塑料≥2份(如2、3、5、7等，再多也可，僅廢塑料也可用)；效果均可達(dá)到要求。
[0027]b、原料在內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐中與熱載體進(jìn)行熱耦合并進(jìn)行熱裂解反應(yīng):生成灰分和油氣；
C、反應(yīng)完畢后生成的灰分和油氣進(jìn)行氣固分離:灰分排出，油氣冷凝后得到生物毛油和不凝性燃?xì)猓锩瓦M(jìn)入中間罐；不凝氣體也可再經(jīng)冷凝氣液分離，得到生物毛油?’最后的不凝性燃?xì)夥祷赜米鰺崃呀鉅t熱裂解反應(yīng)加熱器的燃?xì)鈬娮斓臒嵩矗嘤嗟膶ν廨斔?；熱載體一直留在爐內(nèi)多次參與新進(jìn)物料的熱耦合及熱裂解反應(yīng)；
d、生物毛油蒸餾并催化精制:精餾最高溫度不大于360°C，不凝性燃?xì)庾鳛榫s塔中精餾的熱能，精餾除去毛油中的固體雜質(zhì)和高沸點餾分后，二次蒸汽降凝催化塔，在催化塔中在催化劑的作用下冷凝得到生物燃油產(chǎn)品。
[0028]所述的催化劑為:FCC、SBA-15、MCM-41、SCP0-11、以及Zn、Mn、Fe改性的分子篩等，其中的一種或幾種；催化劑量為原料重量的1%—20%，以生物燃油降凝為目的，可以凝點降低30°C以上。
[0029]所述的熱載體為石英砂。利用熱裂解爐中的煙道余熱做原料烘干的熱源，用生物毛油用做油氣冷凝的冷源。
[0030]所述的灰分排出方式為:灰分通過自降溫密封蚊龍20冷卻后排出至生物炭儲存室。
[0031]所述生物質(zhì)原料泛指農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、生活垃圾有機(jī)廢固等中的一種或幾種混合，可根據(jù)燃料油的客戶要求去選配合適的原料。
[0032]不同物料對熱裂解沒有明顯的區(qū)別。所述的生物質(zhì)原料可直接使用，棉花秸桿和樹枝，直徑不超過3_，長度不限。所述廢塑料是指生活垃圾有機(jī)固廢、工業(yè)垃圾廢棄物如:聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等的一種和幾種。根據(jù)廢塑料是廢棄物純度不高的特點，添加量沒有嚴(yán)格的限制，是以廢塑料中的福氫來消除生物質(zhì)中的氧來確定的，只有最大化去掉生物燃油里面的氧才可以提升生物燃油的熱值，
其他未敘述部分為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可實施(故略)。
[0033]參見圖2、圖3，所述的步驟b、用的內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐的結(jié)構(gòu):包括臥式旋轉(zhuǎn)爐體11，該臥式旋轉(zhuǎn)爐體11置于爐膛7內(nèi)，臥式旋轉(zhuǎn)爐體11的兩個轉(zhuǎn)軸與爐膛7間為動密封，爐膛7內(nèi)設(shè)有加熱器，爐膛7壁設(shè)有爐氣出口，爐氣出口的煙道氣可進(jìn)烘干機(jī)；臣卜式旋轉(zhuǎn)爐體11的兩個轉(zhuǎn)軸均為與臥式旋轉(zhuǎn)爐體11的內(nèi)腔連通的空心管，其中一個空心管為混合氣導(dǎo)出管10，混合氣導(dǎo)出管10末端處動密封14連接靜態(tài)導(dǎo)出管17，靜態(tài)導(dǎo)出管17中裝有熱電偶18 ;靜態(tài)導(dǎo)出管方便連接后續(xù)設(shè)備。另一個空心管為進(jìn)料管2 ;臥式旋轉(zhuǎn)爐體11置于托輥4或軸座上，一個空心管通過機(jī)械傳動裝置與驅(qū)動電機(jī)8相連；臥式旋轉(zhuǎn)爐體11內(nèi)的圓周上分布有熱載體翻抄板12。所述的加熱器為燃?xì)鈬娮?。所述的燃?xì)鈬娮?為4-6個，位于臥式旋轉(zhuǎn)爐體11的左部下方，靠近進(jìn)料管端。所述的熱載體翻抄板12為一排與中軸線平行的徑向傾斜板。所述的2對托輥4分別置于與臥式旋轉(zhuǎn)爐體11的內(nèi)腔連通的2個空心管的側(cè)下方。所述的進(jìn)料管2處設(shè)有密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)I。所述的密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)I的結(jié)構(gòu)為:輸料管13從進(jìn)料管2內(nèi)深入爐內(nèi)，輸料管13從進(jìn)料管2為動密封，輸料管13的后部設(shè)有料斗和推料口，往復(fù)式進(jìn)料器I的往復(fù)式推料桿從推料口處進(jìn)入推料，往復(fù)式推料桿與往復(fù)式動力機(jī)構(gòu)相連。所述的往復(fù)式動力機(jī)構(gòu)為動力油缸。所述的進(jìn)料管 (13)留有原料密封段3，通過調(diào)整往復(fù)式進(jìn)料器I的行程控制密封段3的長度。所述的機(jī)械傳動裝置為混合氣導(dǎo)出管外側(cè)裝有驅(qū)動齒圈9及與其配合的齒輪。
[0034]在設(shè)計和制造過程中，在爐臥式旋轉(zhuǎn)體11內(nèi)設(shè)計8-10塊熱載體翻抄板12，并帶有一定的軸向角度，保證熱載體在翻騰消除裂解氣的沖擊力而留在爐內(nèi)。熱載體翻抄板12帶有徑向角度，保證熱載體和灰分有最大的下落距離，保證裂解完全的灰分盡快被裂解氣帶出爐體。進(jìn)料管2預(yù)留口徑3-4倍的料封段，達(dá)到連續(xù)進(jìn)料的密封狀態(tài)。爐膛7有多個燃?xì)鈬娮?提供熱能，爐體11置于爐膛內(nèi)，兩個旋轉(zhuǎn)軸平放置于4個托棍4上，在驅(qū)動電機(jī)8的驅(qū)動下在托輥上逆時針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)置的石英砂作為熱載體6在爐內(nèi)抄板12的作用下翻炒，進(jìn)料管13從進(jìn)料管2內(nèi)深入爐內(nèi)與進(jìn)料口同心，進(jìn)料管13和進(jìn)料管2之間裝有動密封14，進(jìn)料管13留有原料密封段3，調(diào)整液壓進(jìn)料器I的行程控制密封段4的長度，爐體的出口是混合氣導(dǎo)出管10，裝有驅(qū)動齒圈9，靠驅(qū)動電機(jī)8帶動爐體旋轉(zhuǎn)。工作時，爐膛7有多個燃?xì)鈬娮焯峁崮埽瑹彷d體置于旋轉(zhuǎn)裂解爐內(nèi)，由驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動爐體旋轉(zhuǎn)，加熱，內(nèi)置熱載體在爐體抄板的翻炒下與連續(xù)進(jìn)入的生物質(zhì)迅速耦合反應(yīng)，使生物質(zhì)原料裂解為油氣和灰分一起排出爐外。通過靜態(tài)導(dǎo)出管17處的熱電偶6的傳輸查看熱裂解溫度，調(diào)整燃?xì)饬髁靠刂茽t內(nèi)溫度。熱載體靠重力和抄板的角度設(shè)計留在爐內(nèi)受熱并與新近物料連續(xù)耦合反應(yīng)完成連續(xù)操作的過程。它主要有爐體、驅(qū)動電機(jī)、托輥、加熱爐膛構(gòu)成。
[0035]具有以下優(yōu)點:
(I)利用煙道余熱做烘干機(jī)熱源。
[0036](2)往復(fù)式液壓進(jìn)料避免了傳統(tǒng)螺旋進(jìn)料器怕纏繞的弊端，使大部分的物料不需要粉碎，極大的降低了物料加工成本。
[0037](3)適應(yīng)性廣，不存在受熱發(fā)粘物料(如廢塑料)粘連和堵塞問題。
[0038](4)催化精制后燃料油熱值高、流動性好、穩(wěn)定性好。
[0039](5)配置風(fēng)機(jī)和氣柜，使生產(chǎn)工程產(chǎn)生微負(fù)壓狀態(tài)，是安全系數(shù)大大提高。完全收集了生產(chǎn)中的不凝性氣體最為高質(zhì)量的燃?xì)?，即可滿足自身使用外，剩余的可對外輸送，月艮務(wù)周邊，在降低生產(chǎn)成本的同時也消除了環(huán)境污染。
[0040](6)熱裂解采用內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)裂解爐，特適合福氫有機(jī)物(廢塑料)與生物質(zhì)共裂解生產(chǎn)高品質(zhì)燃料油。
[0041]經(jīng)試驗，效果很好。生物油含氧量較低，熱值最高可達(dá)到原油的90%以上。
[0042]以上描述說明了本生產(chǎn)工藝的原理及流程，在不脫離本設(shè)計原理的范圍內(nèi)，還會有各種等同變化和 改進(jìn)變形，這些變化和改進(jìn)都屬于本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于包括以下步驟: a、準(zhǔn)備原料:原料為生物質(zhì)，經(jīng)過烘干；所述的生物質(zhì)原料為棉花秸桿和樹枝、鋸末、刨花、麥秸、稻草、稻殼；或原料為生物質(zhì)與廢塑料，生物質(zhì)與廢塑料的重量混合比例為:生物質(zhì)7份，廢塑料> 2份； b、原料在內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐中與熱載體進(jìn)行熱耦合并進(jìn)行熱裂解反應(yīng):生成灰分和油氣； C、反應(yīng)完畢后生成的灰分和油氣進(jìn)行氣固分離:灰分排出，油氣冷凝后得到生物毛油和不凝性燃?xì)猓锩瓦M(jìn)入中間罐；不凝性氣體再經(jīng)冷凝氣液分離，得到生物毛油；最后的不凝性燃?xì)夥祷赜米鰺崃呀鉅t熱裂解反應(yīng)加熱器的燃?xì)鈬娮斓臒嵩矗嘤嗟膶ν廨斔?；熱載體一直留在爐內(nèi)多次參與新進(jìn)物料的熱耦合及熱裂解反應(yīng)； d、生物毛油蒸餾并催化精制:精餾最高溫度不大于360°C，不凝性燃?xì)庾鳛榫s塔中精餾的熱能，精餾除去毛油中的固體雜質(zhì)和高沸點餾分后，二次蒸汽降凝催化塔，在催化塔中在催化劑的作用后冷凝得到生物燃油產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的催化劑為:FCC、SBA-15、MCM-41、SCP0-ll、W&Zn、Mn、Fe改性的分子篩，其中的一種或幾種；催化劑量為原料重量的1%—20%，以生物燃油降凝為目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的熱載體為石英砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于原料在內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐的進(jìn)料為連續(xù)進(jìn)料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的灰分排出方式為:灰分通過自降溫密封蚊龍(20)冷卻后排出至生物炭儲存室；利用熱裂解爐中的煙道余熱做原料烘干的熱源，用生物毛油用做油氣冷凝的冷源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的內(nèi)置熱載體的旋轉(zhuǎn)式裂解爐為內(nèi)置熱載體的臥式滾筒旋轉(zhuǎn)裂解爐，其特征在于，包括臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)，該臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)置于爐膛(7)內(nèi)，臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)的兩個轉(zhuǎn)軸與爐膛(7)間為動密封，爐膛(7)內(nèi)設(shè)有加熱器，加熱器為燃?xì)鈬娮?5);爐膛(7)壁設(shè)有爐氣出口，臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)的兩個轉(zhuǎn)軸均為與臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)的內(nèi)腔連通的空心管，其中一個空心管為混合氣導(dǎo)出管(10)，混合氣導(dǎo)出管(10)末端處動密封(14)連接靜態(tài)導(dǎo)出管(17);另一個空心管為進(jìn)料管(2)，所述的進(jìn)料管(2)處設(shè)有密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)(I);臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)置于托輥(4)或軸座上，一個空心管通過機(jī)械傳動裝置與驅(qū)動電機(jī)(8)相連；臥式旋轉(zhuǎn)爐體(11)內(nèi)的圓周上分布有熱載體翻抄板(12)，所述的熱載體翻抄板(12)為一排與中軸線平行的徑向傾斜板或平行板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的密封式進(jìn)料機(jī)構(gòu)(I)的結(jié)構(gòu)為:輸料管(13)從進(jìn)料管(2)內(nèi)深入爐內(nèi)，輸料管(13)從進(jìn)料管(2)為動密封，輸料管(13) 的后部設(shè)有料斗和推料口，往復(fù)式進(jìn)料器(I)的往復(fù)式推料桿從推料口處進(jìn)入推料，往復(fù)式推料桿與往復(fù)式動力機(jī)構(gòu)相連；所述的進(jìn)料管(13)留有原料密封段(3)，通過調(diào)整往復(fù)式進(jìn)料器(I)的行程控制密封段(3)的長度，以便實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，大大提聞生廣率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于最后的不凝性燃?xì)饨?jīng)羅茨風(fēng)機(jī)(28)輸送至氣柜(29)，氣柜中的燃?xì)饨?jīng)經(jīng)阻火器，做加熱器的燃?xì)鈬娮?5)的燃?xì)狻?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)燃料油的工藝，其特征在于所述的生物質(zhì)原料可直接使用，棉花 秸桿和樹枝，直徑不超過3mm，長度不限。
【文檔編號】C10G1/00GK103980921SQ201410233201
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】曹文祥, 曹懷停, 吳玉龍, 陳宇 申請人:曹文祥