[发明专利]一种生物质快速热解系统及热解方法

说明书

一种生物质快速热解系统，以生物质热解产生的热解气作为热载体，在热解炉内与生物质直接接触加热，使生物质热解，其中，一部分所述热解气用于燃烧加热所述热载体。热载体与热解气成分相同，不需要增加分离工艺，而热载体对生物质进行直接加热能大大增加反应速率，提高了热效率，真正实现了生物质的高效利用。本发明的热解系统结构简单，方便易用，改变了传统热解工艺间接加热的方式，热解炉体积也能大大缩小，热解效率大大提高，既节约了投资成本又增加了产出率。

技术领域

本发明涉及生物质热解技术领域，尤其是一种利用生物质自身产生的热解气作为热载体和燃气进行快速热解的系统及热解方法。

背景技术

随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，资源不足与能源消耗增长之间的矛盾将变得更为突出，而生物质能是地球上储量最大的可再生能源，我国生物质资源十分丰富，将生物质高效转化为高品位的洁净能源是解决能源短缺和环境污染的有效途径。生物质能快速热解是指在无氧或限氧的条件下，将生物质快速升温至550℃左右，生成生物油、生物炭和热解气的过程。热解技术是唯一一种能将生物质能源直接转化为液体燃料和气体燃料的技术。目前的生物质快速热解主要都是在加热设备外部加热，或者通入惰性气体进行直接加热。前者属于间接加热，热源无法与物料直接接触，热解效率低；而间接热解炉内腔为生物质物料，外层为热载体，热解炉体积相应增大；如果内腔直径过大，则需要更多的反应时间和更高温度的热载体，因此也限制了热解炉大型化。后者由于热解气中混入了惰性气体，其缺点在于热解完成后的得到热解气热值低，提高热解气热值需要进行再次分离的工艺，增加分离成本和惰性气体成本。

发明内容

鉴于以上分析，针对现有方案中的不足，本发明旨在提供一种利用生物质自身产生的热解气作为热载体和燃气进行快速热解的系统及热解方法。生物质分解产生的热解气分为两部分，一部分作为热载体加热炉的燃料，燃烧后用来加热热载体，另一部分热解气直接作为热载体使用，直接通入热解炉中加热生物质物料。本发明中热解气与相同成分的热载体气体混合在一起，不需要再进行分离工艺，节省成本，同时增加热解过程的反应速率，使热解效率大大提高，实现了生物质的高效利用。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种生物质快速热解系统，以生物质热解产生的热解气作为热载体，在热解炉内与生物质直接接触加热，使生物质热解，其中，一部分所述热解气用于燃烧加热所述热载体。

生物质分解产生的热解气，一部分作为热载体加热炉的燃料，另一部分热解气直接作为热载体使用，当热解过程进行到一定程度时，不需外部再提供能源就可以完成热解过程，能够实现生物质的高效利用。热载体与热解气成分相同，不需要额外增加热解气分离工艺和设备，而热载体与物料直接接触，大大增加反应速率。

进一步地，所述系统包括热解炉，间冷器，过滤器，储气罐和热载体加热炉，其中：所述热解炉的热解气出口，间冷器，过滤器，热载体加热炉和热解炉的热载体进口顺次连接形成热载体循环管道；所述间冷器和热载体加热炉之间设置储气罐，所述储气罐通过三通管与所述热载体循环管道连接；所述储气罐与热载体加热炉的燃气管道连接。

进一步地，所述热解炉包括热解罐，进料斗，半焦出料斗，热载体进口和热解气出口，其中，所述进料斗和半焦出料斗分别设置在热解罐的上部和下部；所述热解气出口和热载体进口分别设置在热解罐侧壁的上部和下部；所述进料斗和半焦出料斗为半封闭式料斗；所述热解罐为单层热解罐。

为了保证系统中不会混入空气，避免出现爆炸危险，把进料斗和半焦出料斗设置为半封闭式料斗，投料时，先将物料投进进料斗，进料斗与外界隔绝开后，物料再进入热解罐；出料时，半焦料先进入出料斗，出料斗与热解罐隔绝后，半焦料再进入接料装置，使热解系统与外界完全隔绝。本发明的热解系统为直接接触热解，因此单层热解罐就能够实现，而无需再设置双层热解罐了。