[发明专利]一种热解单元、热解系统和热解方法

说明书

本发明公开了一种热解单元、热解系统和热解方法。该热解单元，包括依次连接的一级热解器、二级热解器和三级热解器；一级热解器中的推进器包括一第一驱动轴和设于所第一驱动轴上的间断式螺旋叶片，间断式螺旋叶片沿第一驱动轴呈螺旋式设置、且其边缘与一级热解器的第一内筒的内壁面接触，相邻的两个间断式螺旋叶片之间不接触；二级热解器包括螺旋间距由小至大再小的螺旋推进导流叶片；所述螺旋推进导流叶片的边缘与所述第二内筒的内壁固接。采用本申请的热解单元和/或热解系统，能够达到30％～40％的热解炭质量得率，有利于生物质能源的高效利用、且节约热解生产成本。

技术领域

本发明涉及一种热解单元、热解系统和热解方法。

背景技术

生物质木质废弃物是指木屑、锯末、椰壳、竹屑、稻壳、花生壳、植物秸秆、树皮、树枝等含碳的生物质木质物料，或者其他农林业及城市绿化废弃物。由于生物质木质废弃物逐年增加，给环境造成极大的危害。生物质木质废弃物传统的处理方法主要是焚烧、填埋，生产加工成密度板、刨花板，或粉碎后发酵制生物质肥料等。随着环保意识逐渐增强，禁止对垃圾进行焚烧和填埋。利用生物质木质废弃物生产加工成密度板、刨花板，或粉碎后发酵制生物质肥料，由于产量与增加量严重不匹配，造成生物质木质废弃物日益增多，给环境与处理造成极大的压力。

生物质炭是由植物生物质在完全或部分缺氧的条件下经热解碳化生产的一类高度芳香化难熔的固态物质，属于广义概念上黑碳的一种类型。传统的长气相保留时间，底加热速率的中等或满速率热解工艺用来生产生物质炭已经有几千年的历史。

生物质炭可广泛应用于多个领域。生物质炭是一种可燃性的固体。它能够在大多数当前燃烧粉煤的系统中燃烧产生热量。生物质炭中的碳含量较低，所以不需要移除SO_x所需的工艺。燃烧生物质炭所排放的NO_x与燃烧煤炭是相当的，所以只需要类似的消除工艺即可。低灰份的生物质炭也可以用于冶金或生产活性炭。活性炭用途广泛，例如吸收和移除空气中的污染物，移除废水中的有机、无机污染物等。目前生物质炭作为土壤改良剂的新用途，更是引起国内外业界专家的高度重视。生物质炭具有高比表面积和高稳定性，因此他能够增加土壤的持水性，能够对土壤养分具有一定的束缚和持留作用，有效促进植物对营养成分的吸收，提高酸性土壤的PH值，同时还能固定更多的CO₂，减少温室气体排放，起到增汇减排的作用。由于生物质炭有较强的吸附和固化作用，可以吸附和固定土壤中的重金属，对土壤修复有着重要的意义。

目前，每年生产40多万吨的生物质炭除用于烧烤烹饪，工业用途外，大部分作为碳基肥料，达到碳中和的目的。但是传统的生产方式将会损失生物质原料80％～90％的质量(以净质量算)和绝大部分能量。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的生物质木质废弃物热解设备和方法会损失生物质原料80％～90％的质量(以净质量算)和绝大部分能量的缺陷，从而提供本发明涉及一种热解单元、热解系统和热解方法。本发明提供的热解单元和热解系统用于热解生物质原料、生产生物质炭，提高了生物质炭的质量得率，且生成的不凝可燃气体，能够作为热源为本热解系统提供热能，大量节省外部热源供热，节约热解生产成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

本发明提供一种热解单元，包括依次连接的一一级热解器、一二级热解器和一三级热解器；

所述一级热解器、所述二级热解器和所述三级热解器均一端设有物料进口和热风出口、另一端设有固体产物出口、热解气出口和热风进口；

所述一级热解器的固体产物出口与所述二级热解器的物料进口连通，所述二级热解器的固体产物出口与所述三级热解器的物料进口连通；所述三级热解器的热风出口与所述二级热解器的热风进口连通，所述二级热解器的热风出口与所述一级热解器的热风进口连通；