[发明专利]一种连续式生物质干馏炭化工艺

说明书

技术领域

本发明属于生物炼制技术领域，尤其涉及一种连续式生物质干馏炭化工艺。

背景技术

随着石化资源的短缺，很多国家都在寻求发展既可再生、又环保的可替代品，于是生物质资源成为发展的重点。我国生物质资源非常丰富，仅农作物秸秆一项，每年就有7亿多吨，如果利用其二分之一，即可替代一亿吨石油。

生物质干馏炭化技术是生物质资源转化的重要途径。生物质通过干馏技术可以转化成生物炭、生物气、木醋液和焦油，其中它们不但可以直接作为能源使用，也可以作为化工原料。目前生物质连续干馏炭化装置主要有两种类型：一种为干馏床和螺旋输送装置组合式；一种为螺旋输送装置组成。

在全部为螺旋输送装置的干馏设备中，发明专利CN102226092A公开了一种连续式生物质低温热解炭化方法及其炭化炉装置，该炭化炉的炉体采用螺旋推进式送料，炉体内加热筒的外部套有外加热筒，内外筒之间有一定间距，套筒间的内部烟道为迷宫式走向；炭化时产生的烟气经燃烧室燃烧给反应筒提供热量，热烟气流经套筒后进入换热装置烘干原料。该设备虽然燃烧室和炭化室分开了，但只靠烟道气来加热炭化炉和干燥装置，燃烧室部分的热量浪费，同时需通过通入N₂逐步完成生物质低温热解炭化过程。

发明专利CN101050370A公开了一种水冷连续干馏式秸秆炭粉机，在炭化室内设有多级炭化管，在每级炭化管的每个管体内分别设有螺旋输送机，集气室设在炭化室内，烟气再次燃烧利用，卸料通过循环水隔离冷却，实现炭粉干冷；燃烧室和炭化室相连，烟气经配风后直接在燃烧室燃烧，该连续式干馏设备燃烧室和炭化室没有分开，靠近燃烧室的下层炭化管受热不均。

上述连续式干馏设备所采用的螺旋绞龙是连续螺旋式，在输送纤维状物料时容易出现打滑现象，存在物料炭化质量不均，气体回收管道曲折，木醋液和焦油回收困难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种物料炭化均匀、副产品回收方便的连续式生物质干馏炭化工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种连续式生物质干馏炭化工艺，包括以下步骤：一、将生物质原料装入干燥装置进行干燥；二、干燥后的生物质原料送入炭化装置进行炭化得到生物炭；三、干燥过程中产生的气体经收集、冷却后分离出水分，炭化过程产生的气体经收集、冷却分离出木醋液和焦油；干燥过程和炭化过程分离后的气体一并进入净化装置进行净化，净化后的气体送入燃烧室燃烧，燃烧室产生的烟道气送入炭化装置为炭化提供热源，炭化装置产生的尾气送入干燥装置为干燥提供热源。

步骤一中所述干燥装置包括干燥室和设置于其内部的干燥管；步骤二中所述炭化装置包括炭化室和设置于其内部的炭化管；干燥管和炭化管上均设有进料口、出料口和气体出口，生物质原料由干燥管进料口装入在干燥管内干燥后进入炭化管炭化，炭化结束后由炭化管出料口排出；干燥管和炭化管内均设有与动力机构连接的螺旋输送装置，进料装置与干燥管的进料口连通，干燥管的出料口与炭化管的进料口连通，炭化管的出料口与出料装置连接；干燥管的气体出口和炭化管的气体出口分别依次与冷却器和分离器连通，分离器的气体出口通过净化装置与燃气管连通；燃烧室外部设有与炭化室连通的烟气管道，炭化室外部设有与干燥室连通的烟气管道。

所述干燥管的气体出口和炭化管的气体出口分别与集气装置连接后依次与冷却器和分离器连通。

所述干燥室内设有一级或至上而下设有多级干燥管，每级干燥管至少设有一个管体，每个管体中设有螺旋输送装置，每级干燥管中的螺旋输送装置的推进方向相同，任意相邻上下两级干燥管中的螺旋输送装置的推进方向相反，且上一级干燥管中的螺旋输送装置的推送终端与下一级干燥管中的螺旋输送装置的推送始端之间设有下料通道；所述炭化室内设有一级或至上而下设有多级炭化管，每级炭化管至少设有一个管体；每个管体中设有螺旋输送装置，每级炭化管中的螺旋输送装置的推进方向相同，任意相邻上下两级炭化管中的螺旋输送装置的推进方向相反，且上一级炭化管中的螺旋输送装置的推送终端与下一级炭化管中的螺旋输送装置的推送始端之间设有下料通道；每个螺旋输送装置与独立的动力机构连接。

所述螺旋输送装置包括转轴，转轴上间隔设有螺旋叶片，相邻螺旋叶片之间的转轴上沿转轴径向设有拨叉。

所述出料装置为双层结构，内部为螺旋推进绞龙，外部走冷却水。

所述生物质原料大小控制在5~80mm的范围内。

炭化温度控制在300~650℃的范围内。

    与现有技术相比，本发明具有如下几方面的优点：