一种生物质热解的方法与流程

本发明涉及一种生物质热解的方法，属于生物质加工。

背景技术：

1、在生物质热解或气化过程中除了产生可用的气体，还有飞灰、nox和焦油形成。来自生物质热解或气化过程的焦油在它的露点以下将凝结出来，然后堵塞和污染燃气管线、过滤器、发动机、汽轮机。对于大多数的生物质气应用设备要求焦油的含量应在50mg/nm3以下。因此去除焦油已经成为生物质热解或气化技术过程中一个紧迫、必须解决的问题。

2、目前生物质热解或气化工艺产生的生物质气一般采用两种工艺方式处理：一种是生物质气不冷凝直接就近燃烧，另一种是采用焦化工艺进行水洗、降温等方式回收生物质油。

3、第一种，就近燃烧的方式虽然很好解决了焦油冷凝问题，但生物质气利用方式简单，只能提供热能，并且无法实现燃气远距离输送，输送距离远就会导致生物质气降温，从而导致焦油冷凝，所以只能就近利用，限制了生物质气的利用条件。

4、第二种，水洗、降温的方式和焦化处理煤气方式类似，但生物质拥有大量的结合水和酸性官能团，在其热解或气化时会产生大量的水和有机酸，这些和生物质油混合在一起，无法有效分离，导致此工艺的废水处理难度大，废水量多，按当前的环保规定，焦化工艺处理废水很难通过环保要求，而为了环保达标提高废水处理成本，又让此技术没有经济价值，无法产业化运用。

5、因此，非常迫切需要研发一种即可以实现生物质气远距离利用，又能满足节能环保要求的生物质热解方法解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明给出了一种生物质热解的方法，即可以实现生物质气远距离利用，又能满足节能环保要求。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种生物质热解的方法，在热解设备中对生物质原料进行热解，使热解设备内不同温度下热解产生的热解气从热解设备中排出，进入高温裂解炉中，配氧高温裂解，此时，生物质热解气中的水和有机酸提供氢和氧元素为焦油裂解补氢或氧，完成充分裂解的高温生物质气换热降温、脱水，而后输送给生物质气的应用设备，此时的输送满足远距离输送的要求。

3、进一步的，所述热解设备为外热式炭化转炉。

4、更进一步的，所述生物质原料在炭化炉内热解产生的热解气和生物质原料同向运动，从进料的低温段向出料的高温段运动，原料炭化完成后从出料端固定的炉头罩进入到冷却器冷却排出，热解气从出料端固定的炉头罩排出至裂解炉。

5、更进一步的，所述炉头罩和冷却器之间设有高温锁风阀，或在冷却器出口处设置锁风阀或出料螺旋。

6、更进一步的，所述外热式炭化转炉为低温炭化炉，炭化终温小于800℃。

7、更进一步的，所述外热式炭化转炉为单筒炉或多管炉；单筒炉时，物料在内炉体内，高温生物质气在外壳体和炉体外的夹层内；多管炉时，物料在多个管子的管程内，高温生物质气在壳程内，或物料在壳程内，高温生物质气在多个管子的管程内。

8、进一步的，所述高温裂解炉的温度大于1200℃，热解气停留时间大于0.5s，热解气在高温除尘器内除尘后，进入高温裂解炉中。

9、进一步的，所述充分裂解完成的高温生物质气在热解设备的进气口处，混合换热后的低温生物质气，混合温度调节到炭化工艺所需温度，送入热解设备内，生物质气所承载的显热通过管或内炉体辐射给生物质原料，完成换热后的低温生物质气从出气口引出，一部分返回进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合调温，另一部分经换热器换热，深度降温脱水，降温脱水后的生物质气输送给生物质气的应用设备，经换热器换热后的气体供给高温裂解炉。

10、更进一步的，完成换热后的低温生物质气从出气口由风机引出，换热器设置在风机前或风机后，换热器设置在风机前的，降温脱水后的低温生物质气经风机一部分送入到炭化炉进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合到炭化工艺所需进气温度，另一部分低温生物质气输送出去；换热器设置在风机后的，从炭化炉出气口排出的低温生物质气经风机引出，分两路排出，一路送到炭化炉进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合到炭化工艺所需进气温度，另一路进入换热器进行降温脱水，再输送出去。

11、更进一步的，所述换热器为空气换热器或氧气换热器，换热后的空气或氧气送入高温裂解炉为裂解炉补氧。

12、本发明的有益效果在于：生物质原料由低温区向高温区运动的过程中，在不同温度下热解产生热解气，进入高温裂解炉中配氧高温裂解，以热解气中的水和有机酸为焦油裂解补氢或氧，充分裂解的高温生物质气换热降温、脱水后满足远距离输送生物质气的要求，即实现了生物质气的远距离输送利用，又充分利用反应热，满足节能环保的要求。

技术特征：

1.一种生物质热解的方法，其特征在于：在热解设备中对生物质原料进行热解，使热解设备内不同温度下热解产生的热解气从热解设备中排出，进入高温裂解炉中，配氧高温裂解，此时，生物质热解气中的水和有机酸提供氢和氧元素为焦油裂解补氢或氧，完成充分裂解的高温生物质气换热降温、脱水，而后输送给生物质气的应用设备，此时的输送满足远距离输送的要求。

2.根据权利要求1所述生物质热解的方法，其特征在于：所述热解设备为外热式炭化转炉。

3.根据权利要求2所述生物质热解的方法，其特征在于：所述生物质原料在炭化炉内热解产生的热解气和生物质原料同向运动，从进料的低温段向出料的高温段运动，原料炭化完成后从出料端固定的炉头罩进入到冷却器冷却排出，热解气从出料端固定的炉头罩排出至裂解炉。

4.根据权利要求3所述生物质热解的方法，其特征在于：所述炉头罩和冷却器之间设有高温锁风阀，或在冷却器出口处设置锁风阀或出料螺旋。

5.根据权利要求2所述生物质热解的方法，其特征在于：所述外热式炭化转炉为低温炭化炉，炭化终温小于800℃。

6.根据权利要求2所述生物质热解的方法，其特征在于：所述外热式炭化转炉为单筒炉或多管炉；单筒炉时，物料在内炉体内，高温生物质气在外壳体和炉体外的夹层内；多管炉时，物料在多个管子的管程内，高温生物质气在壳程内，或物料在壳程内，高温生物质气在多个管子的管程内。

7.根据权利要求1所述生物质热解的方法，其特征在于：所述高温裂解炉的温度大于1200℃，热解气停留时间大于0.5s，热解气在高温除尘器内除尘后，进入高温裂解炉中。

8.根据权利要求1所述生物质热解的方法，其特征在于：所述充分裂解完成的高温生物质气在热解设备的进气口处，混合换热后的低温生物质气，混合温度调节到炭化工艺所需温度，送入热解设备内，生物质气所承载的显热通过管或内炉体辐射给生物质原料，完成换热后的低温生物质气从出气口引出，一部分返回进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合调温，另一部分经换热器换热，深度降温脱水，降温脱水后的生物质气输送给生物质气的应用设备，经换热器换热后的气体供给高温裂解炉。

9.根据权利要求8所述生物质热解的方法，其特征在于：完成换热后的低温生物质气从出气口由风机引出，换热器设置在风机前或风机后，换热器设置在风机前的，降温脱水后的低温生物质气经风机一部分送入到炭化炉进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合到炭化工艺所需进气温度，另一部分低温生物质气输送出去；换热器设置在风机后的，从炭化炉出气口排出的低温生物质气经风机引出，分两路排出，一路送到炭化炉进气口和裂解炉出来的高温生物质气混合到炭化工艺所需进气温度，另一路进入换热器进行降温脱水，再输送出去。

10.根据权利要求9所述生物质热解的方法，其特征在于：所述换热器为空气换热器或氧气换热器，换热后的空气或氧气送入高温裂解炉为裂解炉补氧。

技术总结本发明公开了一种生物质热解的方法，在热解设备中对生物质原料进行热解，使热解设备内不同温度下热解产生的热解气从热解设备中排出，进入高温裂解炉中，配氧高温裂解，此时，生物质热解气中的水和有机酸提供氢和氧元素为焦油裂解补氢或氧，完成充分裂解的高温生物质气换热降温、脱水，而后输送给生物质气的应用设备，此时的输送满足远距离输送的要求。本发明所公开的方法即实现了生物质气的远距离输送利用，又充分利用反应热，满足节能环保的要求。技术研发人员：席轶,杜松青,许伟,陈韦,康东华,陈勇,彭增辉受保护的技术使用者：淮北中清环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/22