[发明专利]一种对林产废弃物进行三相回收的热解转化工艺及设备

权利要求书

1.一种对林产废弃物进行三相回收的热解转化工艺，其特征在于，包括以下操作阶段及处理步骤：

①原料预处理阶段：将林产废弃物除杂，并将形状不均匀的各废弃物单元切割成30cm见方的废弃物碎片，然后将废弃物碎片送入烘干设备，利用烘干设备将废弃物碎片进行干馏以使废弃物碎片的含水量控制在4～10％的区间范围内，干馏完成后将产物粉碎成颗粒度为60～600目的碎木屑；

②定型造粒阶段：将步骤一中制得的碎木屑加入搅拌容器中，并在搅拌容器中一并加入占碎木屑总质量10～30％的粘结剂，将粘结剂与碎木屑搅拌混合均匀后通过颗粒成型机成型为2～5mm的颗粒球，将成型的颗粒球进行烘干操作，将其含水量控制在5％以下，备用；

③热解阶段：将步骤二中制备的产物颗粒球移至干馏热解釜中，隔绝空气并进行梯度加热，其梯度加热的规则为：第一梯度温度区间为100～150℃，升温速率为5～20℃/min，保温时间为2～3h，获得少量液体产物；升温至第二梯度温度，温度区间为150～400℃，升温速率为2～15℃/min，保温时间为1～4h，获得大量液体产物和气体产物；升温至第三梯度温度，温度区间为400～500℃，升温速率为5～20℃/min，保温时间为1～2h，获得少量液体产物和大量气体产物；升温至第四梯度，温度区间为500～800℃，升温速率控制在10～20℃/min，保温时间为2～4h，此过程无明显液体和气体可收集；完毕后关闭加热装置，冷却至室温，降温速率为2～10℃/min，过程中通入氮气进行保护，得到产品活性炭。

2.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤①中的干馏过程中采用鼓风式热空气干燥，其干燥温度控制在50～100℃，且在此干馏过程中，控制升温速率为1～5℃/min，保温时间为3～5h。

3.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤②中采用的粘结剂为动植物油脂、糖浆、脂肪酸、淀粉、植物沥青、煤焦油中的一种或者几种的任意比例混合物，且在粘结剂采用干性物质时，需在混合物中添加占混合物原料总质量分数5～10％的纯水，纯水温度控制在15～30℃，加入速率为占混合物原料总质量0.2％/min，并搅拌混合均匀。

4.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤②中的烘干过程中采用鼓风式热空气干燥，其烘干温度控制在50～100℃，且在烘干过程中，控制升温速率为0.5～2℃/min，保温时间为6～12h。

5.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤③中所述隔绝空气加热指在整体加热过程中隔绝空气，并保持通入氮气，其氮气通入速率为装置空间体积的0.2～2％/min。

6.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，降温过程中氮气的通入速率为装置空间体积的1～5％/min。

7.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤③中分离出来的气相产物在进行回用燃烧加热或直接储存前，先通入含50～80％质量分数的氢氧化钠或者氢氧化钾或者两者任意比例混合物的碱水中和酸性物质，然后再用分子筛脱水。

8.根据权利要求1所述的热解转化工艺，其特征在于，所述步骤③中收集的液体产物在混合后进行集中处理，其将液相混合物产品进行后处理方式为：

将液相产品中的油、水二相采用液-液-固管式离心机在5000～7000r/min的离心机转速条件下进行分离；

油水分离后的水相直接进行收集；

油水分离后的混合物油相加热至60～80℃，加入质量分数为20～40％的甲醇和1～3％的固体酸催化剂，回流反应2～4h，冷却过滤固相酸催化剂，得到产品生物油。

9.根据权利要求9所述的热解转化工艺，其特征在于，所述固体酸催化剂为氧化锆、对甲苯磺酸、硫酸铝、氧化铝、磷酸铝中的一种或者几种的任意比例的混合物。

10.一种对林产废弃物进行三相回收的热解转化设备，其特征在于，该设备基于上述工艺进行设计组合，并用于权利要求1～9中任一所述的工艺中来对林产废弃物进行热解转化处理，其包括顺序连接的第一干燥器、粉碎机、搅拌机、造粒机、第二干燥器以及热解釜，所述热解釜的出料端部分分别设置有固相、液相以及气相三组出料口，其固相出料口连接活性炭储槽；气相出料口连接储气柜；而液相出料口则连接二次加工单元，所述二次加工单元包括冷凝器、离心机以及反应釜，所述冷凝器的出气口连接储气柜，出液口连接有储液池，所述离心机用于液相的油水分离，其连接在储液池下部，其水相出口连接木醋液储槽，油相出口则与反应釜进料口相连，而反应釜的出料口则与生物油储槽相连。