[实用新型]一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置

说明书

本实用新型涉及一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；一级冷凝系统利用调温后的冷却介质一方面与热解挥发分直接换热，使其中大分子焦油冷凝，另一方面对冷凝后的焦油进行加热保温，利用旋转机构推动光并刮拨焦油，防止焦油粘结；二级冷凝系统利用喷淋液与一级冷凝后未冷凝的挥发分直接换热二次冷凝；冷却介质温度自调节换热系统通过整合生物质原料给料干燥过程的吸热、挥发分冷凝的放热和热解焦冷却的吸热三部分能量实现冷却介质质量流和能量流的自循环和自平衡，解决了移动式生物质热解系统冷凝装置独立运行的问题。

技术领域

本实用新型涉及生物质热解冷凝技术领域，尤其是一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置。

背景技术

生物质热解液化制备生物油是生物质能源化利用的一种重要形式，也是一种流程简单同时易于大型化的生物质基工程技术路线。生物质热解的系统装备主要分为四部分：(1)原料给料装置；(2)热解反应器；(3)生物油冷凝收集装置；(4)生物焦冷凝收集装置。其中，生物油冷凝收集装置关系到目标产品生物油的产量和组分，其结构对生物油的基本特性(包括含水率、粘度、腐蚀性和热值等)也影响较大。分级冷凝是一种通过生物油本身多种组分沸点的不同，采用在线分离的方法将生物油分离为两种或多种成分不同、性质稳定的生物油产品，如大分子焦油和木醋液，这两种产品均具有较好的工业化应用的前景，焦油可用作制备高品质活性炭或炭黑的原材料，木醋液是一种绿色有机的农肥。

目前，生物油分级冷凝装置主要是采用多级喷淋式直接冷凝或管壳式间接冷凝串联的冷凝方式较多，也是一种易于实现的技术手段。经申请人研究发现，在低温冷凝段，无论是喷淋式直接冷凝或者是管壳式间接冷凝方式都比较成熟，从机理和产业化推广上也较简单。但是，分级冷凝工艺的难点在于高温段产物焦油的冷凝，焦油组分主要是一些大分子低聚物，其具有黏度大易粘壁等特点，采用喷淋式直接冷凝由于其流动性较差，输送和雾化效果较差，采用管壳式间接冷凝由于其黏度大易粘壁，容易堵塞换热器通道，且在换热管壁面形成一层附着层，大幅度降低了换热效率。因此，开发一种新的热解生物油分级冷凝收集焦油与木醋液的装置极关重要。

此外，移动式的生物质热解液化系统是目前发展的主流方向之一，其本质是要求整个热解系统包括给料、热解反应器、冷凝和焦收集装置置于一移动源上，因此对生物油的冷凝装置提出了新的要求。集中式的生物质热解系统的冷凝装置一般使用水作为冷源或冷却介质，但此方案不适用于移动式生物质热解液化系统。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型提供了一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，实现了移动式生物质热解系统冷凝装置独立运行。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种冷却介质自循环的热解生物油分级冷凝装置，包括一级冷凝系统、二级冷凝系统以及冷却介质温度自调节换热系统；

所述一级冷凝系统的结构包括焦油冷凝装置，其采用直接式换热结构，使高温热解挥发分与冷却介质直接换热后冷凝形成焦油；所述二级冷凝系统的结构包括喷淋室，其采用直接式换热结构，使得经所述一级冷凝后未冷凝的挥发分与喷淋液直接换热，发生二次冷凝；

所述冷却介质温度自调节换热系统的结构包括温度调节混合器和若干换热器，一号换热器将经所述一级冷凝系统升温后的一部分冷却介质作为热源供生物质原料干燥用，二号换热器将经所述一号换热器降温后的冷却介质作为冷源供所述喷淋液降温用，三号换热器将经所述一级冷凝系统升温后的另一部分冷却介质作为冷源供热解过程产生的热解焦冷却用，同时，经所述二号换热器、所述三号换热器升温后的冷却介质分别通入所述温度调节混合器中混合后，向所述焦油冷凝装置中供应从而形成循环回路。

其进一步技术方案为：