[发明专利]一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置及方法

权利要求书

1.一种制备烃类液体燃料的多气氛加压流化床装置，其特征在于，包括供气装置(1)、流化床反应器(12)、固定床催化反应器(16)和分级冷凝单元；

所述供气装置(1)经气体混配器(2)调节后，分别连通有两路气路；第一气路依次经气体预热器(9)和气体缓冲罐(10)后，通入流化床反应器(12)的底部；第二气路依次与用于储存生物质废弃物的料仓(4)和内置进料螺旋(5)的进料管道相连通；所述进料管道为竖直方向倾斜的管道，外部设有冷凝水套管(6)，其位于高处的一端与料仓(4)底部相连通，位于低处的一端与流化床反应器(12)相连通以用于送料；

所述流化床反应器(12)的顶部通过管路经旋风分离器(14)后与固定床催化反应器(16)的顶部相连通，固定床催化反应器(16)的底部通过管路连通分级冷凝单元；所述分级冷凝单元包括依次连通的多级油浴冷凝器(18)和外接静电高压发生器(20)的静电捕集冷凝器(21)；分级冷凝单元的出口端与气体过滤器(22)的底部相连通，气体过滤器(22)的顶部出气口外接用于检测气体组分的气相色谱仪(23)。

2.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述供气装置(1)为气瓶；气体混配器(2)经气路开关(3)后分为两路气路；多级油浴冷凝器(18)为三级油浴冷凝器。

3.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述冷凝水套管(6)的下部设有冷凝水进口(7)，上部设有冷凝水出口(8)。

4.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述气体缓冲罐(10)的出气端设有第一测温测压装置(11)，流化床反应器(12)的顶部设有第二测温测压装置(13)，催化固定床(16)上设有第三测温测压装置(17)。

5.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述第一测温测压装置(11)、第二测温测压装置(13)和第三测温测压装置(17)均为热电偶和压力表组合而成的测量装置。

6.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述旋风分离器(14)的底部连通有固态产物收集器(15)。

7.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述多级油浴冷凝器(18)和静电捕集冷凝器(21)的底部均设有液态产物收集器(19)。

8.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述气体过滤器(22)的出气口通过设有流量计(24)的管路与废气处理单元(25)连通。

9.根据权利要求1所述的多气氛加压流化床装置，其特征在于，所述气体过滤器(22)的出气口通过设有流量计(24)的管路经由气体增压机(26)作用后回用至气体缓冲罐(10)中。

10.一种根据权利要求1～9任一所述的多气氛加压流化床装置制备烃类液体燃料的方法，其特征在于，具体如下：

首先进行冷态试验，具体如下：

将气体混配器(2)的压力参数调节至目标值，开启气路开关(3)，保证多气氛加压流化床装置不漏气且各部件运转正常；

其次进行热态试验，具体如下：

开启气路开关(3)，通过调节气体混配器(2)、气体预热器(9)和静电高压发生器(20)，对多气氛加压流化床装置中的气体流速、温度、压力和静电压强进行校准和调试；开启气相色谱仪(23)检测气体过滤器(22)出气口流出的气体组成，待检测结果中氧气浓度减低为零时，开启料仓(4)对流化床反应器(12)进料；

料仓(4)中的生物质废弃物进入进料管道后，在重力作用、气动作用和进料螺旋(5)的输送作用下，通入流化床反应器(12)；同时，供气装置(1)内的气体经气体预热器(9)加热至目标温度，通过气体缓冲罐(10)的缓冲作用后，从底部通入流化床反应器(12)；气体和生物质废弃物在流化床反应器(12)内发生热解反应，生成热裂解蒸汽；热裂解蒸汽通过旋风分离器(14)除去蒸汽中夹带的固体物质，随后进入固定床催化反应器(16)进行催化反应；经催化反应后得到的气体产物经分级冷凝单元不同温度下的冷凝液化后，得到不同馏分的生物质热解液体燃料；未能冷凝液化的残余气体经气体过滤器(22)处理后进入气相色谱仪(23)进行残余气体组分的检测。