[发明专利]生物质选择性热解制备高品质生物油的方法及装置

权利要求书

1.一种生物质选择性热解制备高品质生物油的方法，包括以下工艺步骤：

（一）、一级低温热解步骤：将破碎成细颗粒的生物质原料输入螺旋热解反应器中于 200~280℃的热解温度下进行低温热解，产生生物质的热解气和热解残焦，收集所产生的热解 气进行冷凝脱水获得醛类及有机酸化学品；

（二）、二级低温热解步骤：将上一步骤产生的热解残焦输入浅床流化床中于300~350℃ 的热解温度下进一步进行低温快速热解，浅床流化床的气流速度控制在0.1~0.5m/s，产生含 小分子酚类化合物的热解气和富含纤维素及部分木质素的热解固体产物，所产生的含小分子 酚类化合物的热解气通过设在浅床流化床中的内置旋风分离器进行气固分离后引入冷凝塔， 热解气中的可凝气经冷凝后，获得小分子酚类化学品；

（三）、三级热解步骤：将步骤（二）产生的热解固体产物由设在浅床流化床密相区中上 部的固体产物出口引入深床流化床，于450~600℃温度下进行快速热解，深床流化床的气流 速度控制在0.2~0.8m/s，将产生的热解气通过设在深床流化床中的管束过滤器过滤掉热解气 中所携带的固体颗粒后引入列管换热器，热解气中的可凝气体经列管换热器冷凝后，得高品 质燃油，收集于生物油收集罐之中；

（四）、高温烟气产生步骤：将由深床流化床顶部出口流出的热解气、列管换热器下部出 口流出的未冷凝热解气和冷凝塔气体出口流出的未冷凝热解气引入燃烧室充分燃烧产生的高 温烟气，经脱灰净化后一部分输送到螺旋热解反应器的外加热气入口作为热解热源，一部分 输送到浅床流化床和深床流化床烟气进口，作为热解热源和流化气。

2.根据权利要求1所述的生物质选择性热解制备高品质生物油的方法，其特征在于浅床 流化床的热解温度为310~330℃。

3.根据权利要求1所述的生物质选择性热解制备高品质生物油的方法，其特征在于深床 流化床的热解温度为480~550℃。

4.一种生物质选择性热解制备高品质生物油的装置，其特征在于包括：螺旋热解反应器 （1）、浅床流化床（2）、深床流化床（3）、燃烧室（4）、冷凝塔（5）、列管换热器（6）和生 物油收集罐（7），所述的螺旋热解反应器（1）用于对生物质原料进行低温热解，该反应器的 前端设有进料斗（11），后端设有热解气出口（1-1）和热解残焦出口（1-2），反应器内有螺旋 推进轴（9），外设加热套（10），所述的螺旋推进轴（9）为渐扩式结构，即螺旋推进轴（9） 的直径沿物料推进方向逐渐扩大；所述的浅床流化床（2）用于对螺旋热解反应器（1）产生 的热解残焦进一步进行低温快速热解，螺旋热解反应器（1）的热解残焦出口（1-2）通过第 一星型卸料阀（16）和第一螺旋进料器（17）连接到浅床流化床（2）的进料口，浅床流化床 （2）的下方设有高温烟气进口（20），中下部设有固体产物出口（22），中上部设有内置旋风 分离器（18），内置旋风分离器（18）的出口从浅床流化床（2）的上部引出，与冷凝塔（5） 连接，冷凝塔下部设有冷凝液输出口（5-1）和未冷凝气体出口（5-2）；所述的深床流化床用 于对浅床流化床产生的热解固体产物再次进行快速热解，浅床流化床（2）的固体产物出口（22） 通过第二星型卸料阀（23）和第二螺旋进料器（24）连接到深床流化床（3）的进料口，在深 床流化床（3）的下部设有高温烟气进口（25），中部设有管束过滤器（6-1），上部设有气体 出口（26），管束过滤器（6-1）的输出端与列管换热器（6）的输入端连接，列管换热器（6） 的下部设有未冷凝气体输出管道（6-2）和冷凝油液输出管道，该冷凝油液输出管道与生物油 收集罐（7）连接；所述的燃烧室（4）用于产生供给螺旋热解反应器（1）、浅床流化床（2） 和深床流化床（3）热解反应所需的高温烟气热源，该燃烧室具有燃气输入口、空气输入口（27） 和高温烟气输出口（28），其燃气输入口分别与深床流化床（3）上部的气体出口（26）、列管 换热器（6）下部的气体输出管道（6-2）和冷凝塔（5）的未冷凝气体出口（5-2）连接，引 入热解气或未冷凝热解气，与由空气输入口（27）鼓入的空气相互作用而燃烧产生的高温烟 气，从高温烟气输出口（28），经旋风分离器（4-1）净化后输出。