[实用新型]一种集成式两步法生物质与煤共热解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生物质与煤共热解装置，具体涉及一种集成式两步法生物质与煤共热解装置。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的必要基础，但随着世界人口的增长及化石能源的日益减少，同时迫于环境保护、减少对环境污染等方面的压力，探索新的可替代清洁能源显得尤为重要。与化石能源相比，生物质能是一种可再生的，在节能减排、绿色环保等方面具有突出优势的能源。

我国农作物秸秆的年产量约有600Mt，稻壳约50Mt，林业加工过程中产生的残余物约有30Mt，三项总计折合标准煤215Mt。生物质是潜在能源和化学原料的重要宝库，生物质的洁净转化已引起世界各国的高度重视。

热解是煤或生物质热加工过程中的重要初始阶段，通过热解可以获得不同化学品和液体燃料。由于较小的H/C值，煤的热解转化率与液体产物收率通常较低，而生物质具有高的H/C值及挥发分含量，热解得到的生物质油收率较高，同时能够副产大量氢气。如果煤在热解过程中能够有效利用生物质热解产生的氢气，实现氢氛围下的热解，即通过加氢热解稳定煤热解过程中的自由基，不仅有助于热解产物液体收率的提高，而且还能够替代纯氢从而大幅降低生产成本。因此，利用生物质与煤共热解技术生产液体燃料，实现二者的高效、清洁、综合利用，对于保护环境、提高资源利用效率具有重要的意义。

现有的研究证明生物质与煤共热解能够发生协同效应，使液体产物收率增高，但目前的研究大部分处于基础研究阶段，通常是在热天平或固定床中开展的实验研究。Dong Kyoo Park等利用TGA及固定床反应器，通过改变生物质与煤的混合比研究锯屑与烟煤的共热解反应过程，发现生物质能促进煤的热解，表现为共热解混合物的转化率及收率高于生物质与煤单独反应时的加和。(参考文献：Dong Kyoo Park，Sang Done Kim，See Hoon Lee，etc.Co-pyrolysis characteristics of sawdust and coal blend in TGA and a fixed bed reactor.Bioresource Technology，2010，101：6151–6156)。Li Zhang等研究发现煤与生物质在落下床反应器中共热解产生的焦油收率大于煤与生物质单独热解时热解生成焦油的加和，而焦含量低于单独热解生成焦的加和。(参考文献：Li Zhang,Shaoping Xu,Wei Zhao,Shuqin Liu.Co-pyrolysis of biomass and coal in a free fall reactor.Fuel,2007,86:353-359)。实用新型专利200710012661.6提及了一种生物质与煤快速共热解制备液体燃料的方法，该专利通过固体热载体快速加热的方式，实现相对大量的生物质和少量的煤在富氢环境下快速共热解，该方法有利于提高热解焦油产率和品质，但该专利利用固体热载体将生物质与煤同步加热，并通入热解富氢循环气，来增产液体产物收率，忽视了生物质的热解温度范围比煤的热解温度范围低的特性，没有充分利用二者的协同效应。

综合现有文献与专利可知，生物质与煤在一定条件下共热解存在协同效应，但目前进行的研究多处在固定床等基础研究阶段，现有专利也没有充分利用生物质与煤热解温度不同的属性，没有充分利用二者的协同效应。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种集成式两步法生物质与煤共热解装置，利用两步法将生物质热解与煤的热解分开，用生物质热解的富氢热解气为煤的热解提供加氢氛围，从而产生协同作用，促进液体收率的提高，另外，装置可加压操作，利于工业化放大。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括气缸，气缸的气体出口分为若干路，第一路经生物质输送装置连接至反应器的底部入口；第二路经煤输送装置后连接至反应器的顶部入口；反应器的出口连接净化回收单元；所述的反应器外侧设置的加热炉分为位于上半部的高功率加热炉和位于下半部的中等功率加热炉；

所述的煤输送装置的物料入口连接煤料斗，生物质输送装置的物料入口连接生物质料斗。

所述的反应器的底部入口还经设有气体预热器的管路连接至气缸的出口。

所述的反应器的底部连接气体预热器的入口为预热气入口，且预热气入口为三至十二个，且呈圆周均布。

所述的煤料斗和煤输送装置之间串联有煤锁斗和煤发送罐。

所述的生物质料斗和生物质输送装置之间串联有生物质锁斗和生物质发送罐。