[发明专利]自加热式垂直轴流滚筒烧蚀热解反应装置

说明书

本发明涉及一种自加热式垂直轴流滚筒烧蚀热解反应装置，其属于再生能源利用技术领域。包括壳体和设在壳体内部的反应筒，反应筒内部设有转轴，转轴上端通过皮带连接有变频电机，可调节转轴的转速，壳体外部设有一级螺旋送料器和二级螺旋送料器，一级螺旋送料器的出料端连通二级螺旋送料器的进料端，二级螺旋送料器的出料端连通反应筒的上部。本发明的有益效果为：提高热解效率，反应过程中不需要载气的推动和热载体的加热，极大的降低了对载气的加热和冷却负荷。实现热解过程的自加热，充分实现能量的有效利用。不同的锥角可以自适应物料大小的变化，可热解粉末状、粒状等生物质原料，更好的实现气固分离和生物质的热解。

技术领域

本发明涉及一种热解反应装置，尤其涉及一种自加热式垂直轴流滚筒烧蚀热解反应装置，其属于再生能源利用技术领域。

背景技术

生物质热解是在微氧或无氧的气氛下使生物质发生热分解生成可冷凝挥发成分(生物油)、不可冷凝小分子气体(不冷凝气)和固体产物生物炭的技术，可将农林废弃物等生物质转化为高价值的生物油，是一种非常有前景的热化学转化技术。针对生物质热解液化技术而言，生物质热解液化制取生物油的热解反应器多种多样，但要生产高质量生物油，生物质热解反应器形式的选择是生物质热解装置的核心和关键，不仅要求具有良好的传热传质效果，还要求设备结构要求简单、运行可靠。

目前，国内外已经开发出了多种热解装置，比较典型的有加拿大Ensyn和Dynamotive公司分别建立了日处理量75t和200t的流化床热解示范工厂。荷兰BTG公司建立了处理能力为2吨/小时的旋转锥热解装置。中国科学技术大学建设了2套万吨级/年产能的装置。

生物质热解装置主要包括下降管式反应器、流化床反应器和烧蚀反应器等。下降管式反应器是通过电加热的方式，让陶瓷球等作为热载体加热生物质在V型下降管中进行热解，产生气固液三相产物，热解后热载体再通过提升机返回加热器加热。热载体即提供了热量又增强颗粒间的流动性和传热性能。然而其存在问题是消耗高品质能源-电能，且热效率较低。

流化床反应器也是用热载体，热载体在流化床内流态化加热后，经流化风吹入热解区将热量传递给生物质进行热解。该反应器不含运动部件，工作可靠性大。存在的问题是流化风量较大，能量损失多。

烧蚀热解工作原理是生物质颗粒在转轴旋转产生离心力的作用下贴合反应器壁面，通过外源加热使生物质颗粒在反应器壁面上发生热解，热解产生的油气从反应器上部排出，经过喷淋冷凝后得到生物油和不可冷凝气，产生的生物炭排在热解器底部。与其他热解反应器相比烧蚀热解反应器较大的优点是能够热解较大颗粒的生物质原料，运行能耗低，加热速率快。但是传统的烧蚀热解反应器转轴转速较快，对材料和轴承的要求较高；热解不充分，原料浪费率高；通过电加热的方式，消耗高品质能源。

现有的专利号为CN201710330577.2公开了反应同心旋转式热解反应器，其中烟气折流板结构虽然可提高的高温废烟气的热量，提高了能量的利用效率，但未设计催化剂重整装置，热解产生的生物油或热结气可能在选择性和产率上存在问题。

现有的专利号为CN201710330591.2公开了新型双旋转式生物质热解液化系统，利用废热烟气干燥物料，炭灰及不凝气的可燃成分加热热载体，热载体与物料在反应筒中均匀混合，发生热解反应，提高了热解转化效率，但缺少生物质物料的烘焙装置，降低了生物油或其他热解产物的品质。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供一种自加热式垂直轴流滚筒烧蚀热解反应装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种自加热式垂直轴流滚筒烧蚀热解反应装置，包括壳体和设在壳体内部的反应筒，所述反应筒内部设有转轴，所述转轴上端通过皮带连接有变频电机，可调节转轴的转速，所述壳体外部设有一级螺旋送料器和二级螺旋送料器，所述一级螺旋送料器的出料端连通二级螺旋送料器的进料端，所述二级螺旋送料器的出料端连通反应筒的上部。