一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物質(zhì)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置與方法。該裝置包括料斗、進(jìn)料系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、輥壓式熱解反應(yīng)器、氣固分離系統(tǒng)、熱解氣冷凝系統(tǒng)、可燃?xì)馊紵到y(tǒng)、固體焦炭收集箱、液體收集箱和可燃?xì)鈨?chǔ)罐；其中輥壓式熱解反應(yīng)器由承托帶、傳動(dòng)輥、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、密封反應(yīng)室、高溫?zé)煔鈸Q熱盤管和多級(jí)傳熱壓輥組成。生物質(zhì)原料經(jīng)干燥后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器，物料在承托帶上運(yùn)行，經(jīng)歷多級(jí)傳熱壓輥的強(qiáng)制輥壓，迅速熱解；而熱解產(chǎn)物之一的部分可燃?xì)饨?jīng)燃燒得到高溫?zé)煔?，用于加熱輥表面，提供生物質(zhì)熱解所需的熱量。本裝置采用多級(jí)傳熱壓輥，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)原料的強(qiáng)制輥壓與傳熱，使生物質(zhì)迅速熱解，實(shí)現(xiàn)自熱式的熱解過程。
【專利說明】一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝
置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱解是一種重要的生物質(zhì)利用技術(shù)。生物質(zhì)在無氧條件下進(jìn)行熱解時(shí)，所形成的固液氣三相熱解產(chǎn)物，具有較高的品位以及應(yīng)用價(jià)值，因此該研究獲得了國(guó)內(nèi)外眾多科研單位的廣泛關(guān)注，而其中的核心技術(shù)在于反應(yīng)器的研制。
[0003]生物質(zhì)在無氧條件下熱解是一個(gè)吸熱過程，需要源源不斷向反應(yīng)內(nèi)提供熱量；然而，生物質(zhì)又是一種熱的不良導(dǎo)體，難以迅速受熱升溫。因此，適用于無氧條件下生物質(zhì)熱解的反應(yīng)器，其研制關(guān)鍵在于:(1)能夠使生物質(zhì)熱解所需的熱量進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部；(2)能夠使生物質(zhì)吸收足夠的熱量并完成熱解反應(yīng)。常規(guī)的生物質(zhì)熱解反應(yīng)器，考慮到生物質(zhì)極差的導(dǎo)熱性，為使生物質(zhì)原料能夠充分熱解，一般采用以下兩種設(shè)計(jì)方法之一:(I)延長(zhǎng)生物質(zhì)在熱解反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，使熱量能夠充分傳遞到生物質(zhì)顆粒的內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的充分熱解；(2)采用極細(xì)的生物質(zhì)顆粒，使生物質(zhì)顆粒在短時(shí)間內(nèi)就能夠充分受熱分解。總的來說，上述兩項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，要么會(huì)降低反應(yīng)器的處理效率(延長(zhǎng)熱解反應(yīng)時(shí)間)，要么會(huì)增加原料的預(yù)處理成本(采用極細(xì)的生物質(zhì)顆粒)。如果要同時(shí)解決上述兩項(xiàng)技術(shù)問題，必須對(duì)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大幅改進(jìn)，可謂是一項(xiàng)革命性的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝
置與方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置，該裝置包括:
[0006]料斗、進(jìn)料系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、輥壓式熱解反應(yīng)器、氣固分離系統(tǒng)、熱解氣冷凝系統(tǒng)、可燃?xì)馊紵到y(tǒng)、固體焦炭收集箱、液體收集箱、可燃?xì)鈨?chǔ)罐；所述輥壓式熱解反應(yīng)器包括承托帶、傳動(dòng)輥、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、密封反應(yīng)室、高溫?zé)煔鈸Q熱盤管和多級(jí)傳熱壓輥，所述的多級(jí)傳熱壓輥沿承托帶方向成對(duì)布置，壓輥運(yùn)轉(zhuǎn)水平切向與原料傳輸方向相同，最前面為一級(jí)傳
熱壓輥I，向后依次為二級(jí)傳熱壓輥II，......，末級(jí)傳熱壓輥N，其中，N為大于等于
I的整數(shù)；例如，傳熱壓輥N為I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)或者X級(jí)甚至XX級(jí)。
[0007]其中，料斗的出口與進(jìn)料系統(tǒng)的入口相連，進(jìn)料系統(tǒng)的出口與干燥系統(tǒng)入口相連，干燥系統(tǒng)的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器的上方進(jìn)料口相連；輥壓式熱解反應(yīng)器側(cè)上方出口與氣固分離系統(tǒng)的進(jìn)口相連，下方出料口與固體焦炭收集箱入口相連；氣固分離系統(tǒng)的出風(fēng)口與熱解氣冷凝系統(tǒng)的進(jìn)口相連；熱解氣冷凝系統(tǒng)的液相出口與液體收集箱的入口相連，氣相出口分為兩路，一路與可燃?xì)馊紵到y(tǒng)的入口相連，另一路與可燃?xì)鈨?chǔ)罐入口相連?？扇?xì)馊紵到y(tǒng)的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器的多級(jí)傳熱壓輥中的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管的入口相連；多級(jí)傳熱壓輥的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管的出口與干燥系統(tǒng)的煙氣入口相連；多級(jí)傳熱壓輥與置于密封反應(yīng)室之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連；每級(jí)傳熱壓輥結(jié)構(gòu)相同，均為中空裝置，內(nèi)部布置高溫?zé)煔鈸Q熱盤管；所述承托帶呈環(huán)形布置，兩端設(shè)置防護(hù)欄；承托帶的兩端各有一個(gè)傳動(dòng)軸，其中一個(gè)為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸；從動(dòng)軸完全置于密封反應(yīng)室內(nèi)，主動(dòng)軸則與置于密封反應(yīng)室之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連。
[0008]優(yōu)選地，進(jìn)料系統(tǒng)為螺旋進(jìn)料器或帶式輸送機(jī)。
[0009]優(yōu)選地，氣固分離系統(tǒng)為旋風(fēng)分離器或布袋除塵器或重力沉降室中的至少一種。
[0010]優(yōu)選地，熱解氣冷凝系統(tǒng)為噴霧冷凝系統(tǒng)、降膜冷凝系統(tǒng)或噴霧與降膜復(fù)合冷凝系統(tǒng)。
[0011]優(yōu)選地，所述干燥系統(tǒng)為流化床干燥系統(tǒng)或蓄熱式干燥系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，多級(jí)傳熱壓輥中每對(duì)壓輥之間的間隙在0.lmm-5cm之間可調(diào)；例如每對(duì)壓輥之間的間隙可以為0.5mm或者1cm。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用上述裝置實(shí)現(xiàn)輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的方法，包括以下步驟:
[0014]生物質(zhì)原料經(jīng)由料斗和進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入干燥系統(tǒng)，由來自高溫?zé)煔鈸Q熱盤管出口的次熱煙氣進(jìn)行干燥，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器內(nèi)的承托帶表面，物料在承托帶表面的運(yùn)行過程中，依次經(jīng)歷多級(jí)傳熱壓輥，在高溫壓輥的強(qiáng)制輥壓下，迅速受熱發(fā)生熱解，生成的固體焦炭在承托帶的末端，落入固體焦炭收集箱中；部分固體焦炭連同熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣固分離系統(tǒng)，去除其中的固體焦炭顆粒，氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解氣冷凝系統(tǒng)，經(jīng)冷凝后得到液體產(chǎn)物進(jìn)入液體收集箱，不可冷凝的可燃?xì)鈴某隹诹鞒龊蠓譃閮陕罚谝宦愤M(jìn)入可燃?xì)馊紵到y(tǒng)，第二路進(jìn)入可燃?xì)鈨?chǔ)罐；經(jīng)可燃?xì)馊紵到y(tǒng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱盤管，用于加熱輥表面，進(jìn)而提供生物質(zhì)熱解所需的熱量；從高溫?zé)煔鈸Q熱盤管出口的次熱煙氣進(jìn)入干燥系統(tǒng)，提供生物質(zhì)干燥所需的熱量。
[0015]優(yōu)選地，生物質(zhì)原料包括木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)。
[0016]優(yōu)選地，輥壓式熱解反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度為300-600°C，固相滯留時(shí)間為l_20min.
[0017]優(yōu)選地，輥壓式熱解反應(yīng)器中的承托帶的運(yùn)行速度為l-10m/min。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其核心為輥壓式熱解反應(yīng)器，生物質(zhì)原料在該反應(yīng)器中通過承托帶實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，并通過多級(jí)高溫的傳熱壓輥對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制輥壓與傳熱，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料的快速受熱分解，其優(yōu)點(diǎn)主要包括:(1)傳熱速率高、熱解速度快，通過高溫壓輥對(duì)生物質(zhì)原料的強(qiáng)制輥壓，極大的增加了高溫輥面與生物質(zhì)原料之間的接觸面積，從而實(shí)現(xiàn)高溫輥面與生物質(zhì)原料之間完全充分的接觸，完成強(qiáng)制傳熱，使生物質(zhì)迅速受熱分解；(2)原料適應(yīng)性廣，由于強(qiáng)制輥壓可大幅提高熱解反應(yīng)速率，所以對(duì)原料幾何特性的適應(yīng)性廣，無論粉碎與否的生物質(zhì)原料，均可直接送入熱解反應(yīng)器進(jìn)行強(qiáng)制輥壓熱解；(3)熱解反應(yīng)條件調(diào)控方便，通過控制承托帶的傳動(dòng)速度、高溫?zé)煔獾娜紵郎囟群土髁康葪l件，可以方便地調(diào)整熱解反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，從而根據(jù)不同的物料，調(diào)控不同的熱解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效熱解轉(zhuǎn)化；(4)無需使用載氣，生物質(zhì)原料通過承托帶進(jìn)行傳動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)無需使用載氣，從而可以使反應(yīng)器結(jié)構(gòu)更為緊湊，同時(shí)也避免了載氣升溫與冷凝過程所導(dǎo)致的能量損失；(5)自熱式熱解過程，以生物質(zhì)熱解生成的可燃?xì)馊紵秊闊嵩矗峁┥镔|(zhì)熱解所需的熱量，從而實(shí)現(xiàn)自熱式的熱解多聯(lián)產(chǎn)過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1——本發(fā)明的生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置示意圖。
[0021]圖2——本發(fā)明的輥壓式熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中標(biāo)號(hào):
[0023]1-料斗；2_進(jìn)料系統(tǒng)；3_干燥系統(tǒng)；4_輥壓式熱解反應(yīng)器；5_氣固分離系統(tǒng)；6-熱解氣冷凝系統(tǒng)；7可燃?xì)馊紵嵯到y(tǒng)；8-固體焦炭收集箱；9_液體收集箱；10_可燃?xì)鈨?chǔ)罐。
[0024]41-承托帶；42_傳動(dòng)輥；43_驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；44_密封反應(yīng)室；45_高溫?zé)煔鈸Q熱盤管；46-多級(jí)傳熱壓輥。
[0025]1- 一級(jí)傳熱壓輥；I1- 二級(jí)傳熱壓輥；N-末級(jí)傳熱壓輥。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)的裝置與方法，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。各實(shí)施例中的裝置結(jié)構(gòu)大致相同，如圖1和2所示。
[0027]實(shí) 施例1
[0028]在實(shí)施例1中的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置中，N為III。
[0029]料斗I的出口與螺旋進(jìn)料系統(tǒng)2的入口相連，螺旋進(jìn)料系統(tǒng)2的出口與流化床干燥系統(tǒng)3入口相連，流化床干燥系統(tǒng)3的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器4的上方進(jìn)料口相連；輥壓式熱解反應(yīng)器4側(cè)上方出口與旋風(fēng)分離系統(tǒng)5的進(jìn)口相連，下方出料口與固體焦炭收集箱8入口相連；旋風(fēng)分離系統(tǒng)5的出風(fēng)口與噴霧與降膜冷凝系統(tǒng)6的進(jìn)口相連；噴霧與降膜冷凝系統(tǒng)6的液相出口與液體收集箱9的入口相連，氣相出口分為兩路，一路與可燃?xì)馊紵到y(tǒng)7的入口相連，另一路與可燃?xì)鈨?chǔ)罐10入口相連?？扇?xì)馊紵到y(tǒng)7的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器4的多級(jí)傳熱壓輥46中的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管45的入口相連；多級(jí)傳熱壓輥46的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管45的出口與流化床干燥系統(tǒng)3的煙氣入口相連。
[0030]如圖2所示，所述輥壓式熱解反應(yīng)器4包括承托帶41、傳動(dòng)輥42、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)43、密封反應(yīng)室44、高溫?zé)煔鈸Q熱盤管45和多級(jí)傳熱壓輥46包括1、I1、III級(jí)傳熱壓輥，所述1、Π、ΙΙΙ級(jí)傳熱壓輥沿承托帶41方向成對(duì)布置，壓輥運(yùn)轉(zhuǎn)水平切向與原料傳輸方向相同，與置于密封反應(yīng)室44之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)43相連。每級(jí)傳熱壓輥結(jié)構(gòu)相同，均為中空裝置，內(nèi)部布置高溫?zé)煔鈸Q熱盤管45，用于加熱輥表面，進(jìn)而提供生物質(zhì)熱解所需的熱量。
[0031]所述承托帶41呈環(huán)形布置，兩端設(shè)置有防護(hù)欄，用于防止物料滑落，且由耐熱耐腐蝕材料制成；承托帶41的兩端各有一個(gè)傳動(dòng)軸，其中一個(gè)為主動(dòng)軸，另一個(gè)為從動(dòng)軸，以實(shí)現(xiàn)承托帶41的傳動(dòng)；從動(dòng)軸完全置于密封反應(yīng)室44內(nèi)，主動(dòng)軸則與置于密封反應(yīng)室44之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)43相連。
[0032]將水分含量為15%的玉米桿，破碎至平均粒徑為3mm，經(jīng)料斗I和螺旋進(jìn)料系統(tǒng)2送入流化床干燥系統(tǒng)3，進(jìn)料量為400kg/h ;經(jīng)干燥后水分含量降至8%，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4 ;輥壓式熱解反應(yīng)器4中承托帶41的長(zhǎng)度(傳送長(zhǎng)度)為5m、寬度為1.2m，運(yùn)行速度為4m/min(固相滯留時(shí)間為1.25min)，每級(jí)對(duì)輥之間的間隙為5_ ;進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4內(nèi)的煙氣溫度為700°C，熱解反應(yīng)溫度為460°C ;熱解產(chǎn)物經(jīng)氣固分離與熱解氣冷凝后，獲得焦炭、液體和可燃?xì)馊酂峤猱a(chǎn)物，各自的產(chǎn)率為105kg/h、180kg/h和85kg/h。
[0033]實(shí)施例2
[0034]利用實(shí)施例1中所述的裝置實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)。
[0035]將水分含量為16%的稻桿，破碎至平均粒徑為3mm，經(jīng)料斗I和螺旋進(jìn)料系統(tǒng)2送入流化床干燥系統(tǒng)3，進(jìn)料量為300kg/h ;經(jīng)干燥后水分含量降至8%，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4 ;輥壓式熱解反應(yīng)器4中承托帶41的長(zhǎng)度(傳送長(zhǎng)度)為5m、寬度為1.2m，運(yùn)行速度為2.5m/min (固相滯留時(shí)間為2min)，每級(jí)對(duì)輥之間的間隙為4_ ;進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4內(nèi)的煙氣溫度為600°C，熱解反應(yīng)溫度為400°C;熱解產(chǎn)物經(jīng)氣固分離與熱解氣冷凝后，獲得焦炭、液體和可燃?xì)馊酂峤猱a(chǎn)物，各自的產(chǎn)率為88kg/h、128kg/h和58kg/h。
[0036]實(shí)施例3
[0037]利用與實(shí)施例1中基本相同的裝置實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)，僅將螺旋進(jìn)料系統(tǒng)改為帶式輸送機(jī)，流化床干燥系統(tǒng)改為蓄熱式干燥系統(tǒng)。
[0038]將水分含量為15%的自然玉米桿，剪至平均長(zhǎng)度為20cm，經(jīng)料斗I和帶式輸送機(jī)2送入蓄熱式干燥系統(tǒng)3，進(jìn)料量為300kg/h ;經(jīng)干燥后水分含量降至9%，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4 ;輥壓式熱解反應(yīng)器4中承托帶41的長(zhǎng)度(傳送長(zhǎng)度)為5m、寬度為1.2m，運(yùn)行速度為3m/min(固相滯留時(shí)間為1.67min),每級(jí)對(duì)棍之間的間隙為5.5mm ;進(jìn)入棍壓式熱解反應(yīng)器4內(nèi)的煙氣溫度為650°C，熱解反應(yīng)溫度為430°C ;熱解產(chǎn)物經(jīng)氣固分離與熱解氣冷凝后，獲得焦炭、液體和可燃?xì)馊酂峤猱a(chǎn)物，各自的產(chǎn)率為84kg/h、135kg/h和61kg/h。
[0039]實(shí)施例4
[0040]利用與實(shí)施例1中基本相同的裝置實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)，僅將III級(jí)傳熱壓輥改為II級(jí)傳熱壓輥。
[0041 ] 將水分含量為15%的玉米桿，破碎至平均粒徑為3_，經(jīng)料斗I和螺旋進(jìn)料系統(tǒng)2送入流化床干燥系統(tǒng)3，進(jìn)料量為300kg/h ;經(jīng)干燥后水分含量降至7%，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4 ;輥壓式熱解反應(yīng)器4中承托帶41的長(zhǎng)度(傳送長(zhǎng)度)為5m、寬度為1.2m，運(yùn)行速度為3m/min(固相滯留時(shí)間為1.67min)，每級(jí)對(duì)輥之間的間隙為4.5mm ;進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4內(nèi)的煙氣溫度為700°C，熱解反應(yīng)溫度為480°C ;熱解產(chǎn)物經(jīng)氣固分離與熱解氣冷凝后，獲得焦炭、液體和可燃?xì)馊酂峤猱a(chǎn)物，各自的產(chǎn)率為74kg/h、134kg/h和66kg/h。
[0042]實(shí)施例5
[0043]利用與實(shí)施例3中基本相同的裝置實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)，僅將III級(jí)傳熱壓輥改為II級(jí)傳熱壓輥。
[0044]將水分含量為15%的自然玉米桿，剪至平均長(zhǎng)度為20cm，經(jīng)料斗I和帶式輸送機(jī)2送入蓄熱式干燥系統(tǒng)3，進(jìn)料量為300kg/h ;經(jīng)干燥后水分含量降至9%，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4 ;輥壓式熱解反應(yīng)器4中承托帶41的長(zhǎng)度(傳送長(zhǎng)度)為5m、寬度為1.2m，運(yùn)行速度為2m/min(固相滯留時(shí)間為2.50min)，每級(jí)對(duì)輥之間的間隙為5_ ;進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器4內(nèi)的煙氣溫度為680°C，熱解反應(yīng)溫度為460°C ;熱解產(chǎn)物經(jīng)氣固分離與熱解氣冷凝后，獲得焦炭、液體和可燃?xì)馊酂峤猱a(chǎn)物，各自的產(chǎn)率為81kg/h、136kg/h和63kg/h。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，包括料斗(I)、進(jìn)料系統(tǒng)(2)、干燥系統(tǒng)(3)、輥壓式熱解反應(yīng)器(4)、氣固分離系統(tǒng)(5)、熱解氣冷凝系統(tǒng)(6)、可燃?xì)馊紵到y(tǒng)(7)、固體焦炭收集箱(8)、液體收集箱(9)、可燃?xì)鈨?chǔ)罐(10);所述輥壓式熱解反應(yīng)器(4)包括承托帶(41)、傳動(dòng)輥(42 )、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(43 )、密封反應(yīng)室(44 )、高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45 )和多級(jí)傳熱壓輥(46)，所述的多級(jí)傳熱壓輥(46)沿承托帶(41)方向成對(duì)布置，壓輥運(yùn)轉(zhuǎn)水平切向與原料傳輸方向相同，最前面為一級(jí)傳熱壓棍(I)，向后依次為二級(jí)傳熱壓棍(II),......,末級(jí)傳熱壓輥(N)，其中，N為大于等于I的整數(shù)； 其中料斗(I)的出口與進(jìn)料系統(tǒng)(2)的入口相連，進(jìn)料系統(tǒng)(2)的出口與干燥系統(tǒng)(3)入口相連，干燥系統(tǒng)(3)的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器(4)的上方進(jìn)料口相連；輥壓式熱解反應(yīng)器(4)側(cè)上方出口與氣固分離系統(tǒng)(5)的進(jìn)口相連，下方出料口與固體焦炭收集箱(8)入口相連；氣固分離系統(tǒng)(5)的出風(fēng)口與熱解氣冷凝系統(tǒng)(6)的進(jìn)口相連；熱解氣冷凝系統(tǒng)(6)的液相出口與液體收集箱(9)的入口相連，氣相出口分為兩路，一路與可燃?xì)馊紵到y(tǒng)(7)的入口相連，另一路與可燃?xì)鈨?chǔ)罐(10)入口相連?？扇?xì)馊紵到y(tǒng)(7)的出口與輥壓式熱解反應(yīng)器(4)的多級(jí)傳熱壓輥(46)中的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45)的入口相連；多級(jí)傳熱壓輥的高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45)的出口與干燥系統(tǒng)(3)的煙氣入口相連；多級(jí)傳熱壓輥(46)與置于密封反應(yīng)室(44)之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(43)相連；每級(jí)傳熱壓輥結(jié)構(gòu)相同，均為中空裝置，內(nèi)部布置高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45);所述承托帶(41)呈環(huán)形布置，兩端設(shè)置防護(hù)欄；承托帶(41)的兩端各有一個(gè)傳動(dòng)軸,其中一個(gè)為主動(dòng)軸,另一個(gè)為從動(dòng)軸；從動(dòng)軸完全置于密封反應(yīng)室(44)內(nèi)，主動(dòng)軸則與置于密封反應(yīng)室(44)之外的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(43)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述進(jìn)料系統(tǒng)(2)為螺旋進(jìn)料器或帶式輸送機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述氣固分離系統(tǒng)(5)為旋風(fēng)分離器或布袋除塵器或重力沉降室中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述熱解氣冷凝系統(tǒng)(6)為噴霧冷凝系統(tǒng)、降膜冷凝系統(tǒng)或噴霧與降膜復(fù)合冷凝系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述干燥系統(tǒng)(3)為流化床干燥系統(tǒng)或蓄熱式干燥系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓式生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述多級(jí)傳熱壓棍(46)中每對(duì)壓棍之間的間隙在0.lmm-5cm之間可調(diào)。
7.一種基于權(quán)利要求1-6任一所述裝置的生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)方法，包括以下步驟: 生物質(zhì)原料經(jīng)由料斗(1)和進(jìn)料系統(tǒng)(2)進(jìn)入干燥系統(tǒng)(3)，由來自高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45)出口的次熱煙氣進(jìn)行干燥，而后進(jìn)入輥壓式熱解反應(yīng)器(4)內(nèi)的承托帶(41)表面，物料在承托帶(41)表面的運(yùn)行過程中，依次經(jīng)歷多級(jí)傳熱壓輥(46)，在高溫壓輥的強(qiáng)制輥壓下，迅速受熱發(fā)生熱解，生成的固體焦炭在承托帶(41)的末端，落入固體焦炭收集箱(8)中；部分固體焦炭連同熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣固分離系統(tǒng)(5)，去除其中的固體焦炭顆粒，氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解氣冷凝系統(tǒng)(6)，經(jīng)冷凝后得到液體產(chǎn)物進(jìn)入液體收集箱(9)，不可冷凝的可燃?xì)鈴某隹诹鞒龊蠓譃閮陕?，第一路進(jìn)入可燃?xì)馊紵到y(tǒng)(7)，第二路進(jìn)入可燃?xì)鈨?chǔ)罐(10);經(jīng)可燃?xì)馊紵到y(tǒng)(7)產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45)，用于加熱輥表面，進(jìn)而提供生物質(zhì)熱解所需的熱量；從高溫?zé)煔鈸Q熱盤管(45)出口的次熱煙氣進(jìn)入干燥系統(tǒng)，提供生物質(zhì)干燥所需的熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述生物質(zhì)原料包括木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述輥壓式熱解反應(yīng)器(4)中的反應(yīng)溫度為300-600°C，固相滯留時(shí)間為l-20min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)方法，其特征在于:所述輥壓式熱解反應(yīng)器(4)中的承托帶(41)的運(yùn)行速度為l-10m/min。
【文檔編號(hào)】C10B47/44GK103788971SQ201410019206
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】董長(zhǎng)青, 冉澤朋, 陸強(qiáng), 葉小寧 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 華北電力大學(xué)蘇州研究院