本實(shí)用新型創(chuàng)造屬于生物質(zhì)熱解技術(shù)領(lǐng)域，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)，以制取清潔可燃?xì)狻?/p>

背景技術(shù)：

生物質(zhì)能是地球第四大資源，同時(shí)也是儲(chǔ)量最大的可再生能源。生物質(zhì)具有分布廣泛、儲(chǔ)量豐富、可再生性、低污染性等特點(diǎn)，是最具潛力的化石能源替代能源之一。目前，生物質(zhì)能的能源化利用方式主要以發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣，氣化，快速熱解，炭化為主。其中，發(fā)酵生產(chǎn)燃料、沼氣主要應(yīng)用草本植物，該技術(shù)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)率較低等缺點(diǎn)限制其發(fā)展；氣化生產(chǎn)燃?xì)饧夹g(shù)則由于燃?xì)鉄嶂档?，多?yīng)用于發(fā)電、工業(yè)供氣方面，有一定的局限性；炭化技術(shù)得到的產(chǎn)品主要以固體生物炭為主，難以替代化石能源規(guī)?；瘧?yīng)用；快速熱解是指在無(wú)氧或限氧的條件下，將生物質(zhì)快速升溫至550℃左右，生成生物油、生物炭和熱解氣的過(guò)程。熱解技術(shù)是唯一一種將生物質(zhì)能源直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的技術(shù)。然而，經(jīng)過(guò)熱解技術(shù)得到的生物油組分極為復(fù)雜，pH值較低、含氧量高、熱穩(wěn)定性較差、粘度大等缺點(diǎn)使得生物油難以直接利用和儲(chǔ)存。此外，生物油的后處理過(guò)程復(fù)雜、效果不佳且成本較高，使其難以工業(yè)化應(yīng)用。因此，如何設(shè)計(jì)一種高效除塵、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程都簡(jiǎn)單的系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出一種生物質(zhì)蓄熱式下行床熱解和催化裂解反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的清潔高效利用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：熱解料斗；第一進(jìn)料裝置，所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂解反應(yīng)器，包括：進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口, 所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；

催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；

連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風(fēng)分離器，所述裂解氣旋風(fēng)分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風(fēng)分離器連接；燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，生物質(zhì)利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。而且該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔帶；或者，所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開(kāi)口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：氣化爐，所述氣化爐一端與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟谙噙B，另一端與所述半焦輸送裝置相連。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)還可以包括：加料斗；第二進(jìn)料裝置，其與所述加料斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；干燥旋風(fēng)分離器，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述干燥旋風(fēng)分離器相連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，催化劑加入裝置可以包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過(guò)所述反應(yīng)器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內(nèi)部；至少一個(gè)催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設(shè)置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內(nèi)部；優(yōu)選的，所述催化劑支管為多個(gè)并沿所述催化劑主管的長(zhǎng)度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設(shè)置在所述蓄熱式輻射管的層間；優(yōu)選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設(shè)置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述熱解料斗通過(guò)所述第一進(jìn)料裝置與所述進(jìn)料口相連；進(jìn)一步還包括半焦出口，其設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和催化裂解的方法。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該方法包括以下步驟：a.將顆粒生物質(zhì)通過(guò)所述第一進(jìn)料裝置及所述進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的所述熱解室中完成熱解過(guò)程；b.熱解產(chǎn)生的油氣通過(guò)所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的所述連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器的所述裂解室；c.熱解產(chǎn)生的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi)，所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內(nèi)完成裂解過(guò)程，產(chǎn)生裂解氣；d.所述裂解氣通過(guò)所述裂解氣出口進(jìn)入到所述裂解氣旋風(fēng)分離器中，對(duì)所述裂解氣進(jìn)行除塵凈化處理，經(jīng)所述裂解氣旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的細(xì)塵通過(guò)所述半焦輸送裝置進(jìn)入所述氣化爐氣化；e.經(jīng)過(guò)除塵后的裂解氣進(jìn)入所述噴淋塔中，對(duì)裂解氣進(jìn)行洗滌凈化處理；f.經(jīng)過(guò)凈化的凈裂解氣進(jìn)入所述燃?xì)夤拗袃?chǔ)存。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述步驟a中，所述顆粒生物質(zhì)從所述反應(yīng)器上部的進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應(yīng)器底部的半焦出口排出；所述顆粒生物質(zhì)被所述反應(yīng)器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到600-900℃，所述步驟c中，所述催化劑通過(guò)所述催化劑噴射件均勻地噴灑于所述裂解室中；

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述顆粒生物質(zhì)的粒度為20mm以下。

本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：

1）采取蓄熱式輻射管移動(dòng)床工藝，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好；

2）能夠處理20mm以下的生物質(zhì)，原料利用率高，適于推廣；

3）反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，可燃?xì)怏w產(chǎn)率高，避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的清潔高效利用；

4）裂解氣中氫氣含量高，品質(zhì)好；

5）一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型熱解和催化裂解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型熱解和催化裂解系統(tǒng)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型隔熱磚墻的正視圖。

其中，1、加料斗；2、氣流干燥器；3、蓄熱式移動(dòng)床反應(yīng)器；4、干燥旋風(fēng)分離器；5、熱解料斗；6、尾氣引風(fēng)機(jī)；7、尾氣凈化裝置；8、螺旋進(jìn)料器；9、裂解氣旋風(fēng)分離器；10、噴淋塔；11、燃?xì)庖L(fēng)機(jī)；12、燃?xì)夤蓿?13、氣化爐；14、螺旋輸送機(jī)；15、催化劑料斗；16、催化劑噴出管道；17、蓄熱式輻射管；18、隔熱磚墻；19、連通構(gòu)件；20、催化劑主管；21、催化劑支管；22、熱解室；23、裂解室；24、裂解氣出口；25、燃?xì)馊肟冢?6、煙氣出口；27、空氣入口；28、半焦出口； 29、進(jìn)料口。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

本實(shí)用新型提供了一種生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照?qǐng)D1所示，該系統(tǒng)包括：熱解料斗5；第一進(jìn)料裝置8，所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗5連接；熱解和裂解反應(yīng)器3，其包括：進(jìn)料口29、熱解室22、裂解室23、裂解氣出口24、蓄熱式輻射管17、隔熱磚墻18、催化劑加入裝置和連通構(gòu)件19，其中，所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，所述隔熱磚墻18豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室，所述催化劑加入裝置其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中，所述連通構(gòu)件19設(shè)置在所述隔熱磚墻18的下部，用于將熱解室產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風(fēng)分離器9，所述裂解氣旋風(fēng)分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔10，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃?xì)夤?2，所述燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，生物質(zhì)利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。而且該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管17加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的生物質(zhì)的粒徑不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施例中，該反應(yīng)器采用的生物質(zhì)為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小顆粒生物質(zhì)，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，適用于該系統(tǒng)的爐型不受特別限制，可以是蓄熱式移動(dòng)床3也可以是其它類(lèi)型，如非蓄熱式或非移動(dòng)式等，只要能通過(guò)隔熱磚墻一體化的分割為熱解室和裂解室即可。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，反應(yīng)器內(nèi)部有沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式輻射管，每層蓄熱式輻射管具有多根蓄熱式輻射管，且沿水平方向間隔布置。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述熱解室和裂解室內(nèi)分別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對(duì)熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加熱，使其進(jìn)行熱解和裂解反應(yīng)，具體地，可以向蓄熱式輻射管內(nèi)通入可燃?xì)夂涂諝猓箍扇細(xì)馊紵龑?shí)現(xiàn)對(duì)熱解料的加熱功能。該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，溫度分布均勻，加熱效果好，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。

在反應(yīng)器中，生物質(zhì)自上而下運(yùn)動(dòng)，熱解室中設(shè)置的均勻布置的單向蓄熱式輻射管可以將生物質(zhì)打散使其均勻分布，生物質(zhì)在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過(guò)程，熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)反應(yīng)器下部格子磚的開(kāi)口，進(jìn)入到裂解室，裂解室中設(shè)置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管，并加熱到600-900℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在600～900℃范圍，同時(shí)催化劑加入裝置中的催化劑通過(guò)催化劑噴出管道16噴灑進(jìn)入裂解室，裂解室中設(shè)置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管，完成催化裂解過(guò)程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的清潔高效利用。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，蓄熱式輻射管的形狀不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，可以為圓柱形，由此有利于生物質(zhì)的打散，實(shí)現(xiàn)混合生物質(zhì)在反應(yīng)器中的均勻分散。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述裂解氣旋風(fēng)分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置14和噴淋塔相連。因而，裂解氣通過(guò)裂解氣出口，進(jìn)入裂解氣旋風(fēng)分離器中除塵，除塵后的裂解氣進(jìn)入噴淋塔中洗滌進(jìn)一步凈化，同時(shí)裂解氣旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的細(xì)塵，通過(guò)半焦輸送裝置送入氣化爐13，氣化氣可生產(chǎn)人造天然氣，循環(huán)利用，環(huán)保高效。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，連通構(gòu)件的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構(gòu)件也可以為隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口，優(yōu)選情況下，所述開(kāi)口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問(wèn)題。并且，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括：分別與蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟诤桶虢馆斔脱b置相連的氣化爐。由此，可以利用半焦輸送裝置將熱解室中熱解產(chǎn)生的半焦輸送至氣化爐中，對(duì)半焦進(jìn)行氣化處理，以獲得可燃?xì)夂突以?，得到的可燃?xì)饪梢酝ㄈ胄顭崾捷椛涔苤?，同時(shí)向蓄熱式輻射管中通入空氣，使可燃?xì)馊紵龑?duì)熱解室中的物料進(jìn)行加熱。由此，可以對(duì)半焦進(jìn)行充分的利用，不造成浪費(fèi)， 經(jīng)濟(jì)性好。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?5、空氣入口27以及煙氣出口26，其中，燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹诜謩e與蓄熱式輻射管連接，分別用于通入可燃?xì)夂团懦鰺煔猓諝馊肟诜謩e與氣源和蓄熱式輻射管連接，用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式輻射管中。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括：加料斗1；與加料斗相連的第二進(jìn)料裝置8；分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接的干燥裝置；分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接的干燥旋風(fēng)分離器4；與所述干燥旋風(fēng)分離器相連接的尾氣凈化裝置7。由此，可以通過(guò)第二進(jìn)料裝置將加料斗中的生物質(zhì)加入干燥裝置2中，在干燥裝置中，生物質(zhì)在來(lái)自熱解室中的蓄熱式輻射管17的煙氣(溫度約為200～250攝氏度)的作用下進(jìn)行干燥，然后干燥后的生物質(zhì)和煙氣的混合物進(jìn)入干燥旋風(fēng)分離器4，分離獲得的煙氣(溫度約為70～110攝氏度)進(jìn)入尾氣凈化裝置中進(jìn)行凈化處理，以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，分離獲得的熱解料輸送至熱解料斗中，用于進(jìn)行熱解反應(yīng)。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第二送料裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，只要適用于將加料斗中的生物質(zhì)輸送至干燥裝置中即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，第二送料裝置可以為螺旋進(jìn)料器8。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的自動(dòng)化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，干燥裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的干燥和預(yù)熱的功能即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，干燥裝置可以為氣流干燥器，由此，生物質(zhì)在煙氣的作用下進(jìn)行干燥和提升，干燥后的生物質(zhì)和煙氣的混合物排出氣流干燥器2，有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。在干燥裝置中，在對(duì)熱解料進(jìn)行干燥的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱的功能，有利于提高后續(xù)熱解反應(yīng)的速率和效率，且熱解室中采用蓄熱式輻射管17排出的煙氣對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥和預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了熱能的綜合利用，有效減少了能耗，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在干燥旋風(fēng)分離器4和尾氣凈化裝置之間還可以進(jìn)一步設(shè)置有尾氣引風(fēng)機(jī)6，尾氣引風(fēng)機(jī)可以快速、有效地將干燥旋風(fēng)分離器中分離獲得的煙氣輸送至尾氣凈化裝置中，有利于提高工作效率。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)還可以包括：在噴淋塔10和燃?xì)夤?2之間還可以進(jìn)一步設(shè)置有燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11，燃?xì)庖L(fēng)機(jī)可以快速、有效地將噴淋塔中經(jīng)過(guò)凈化獲得的天然氣輸送至燃?xì)夤拗羞M(jìn)行存儲(chǔ)，進(jìn)一步地，得到的裂解氣可以進(jìn)一步用于制備LNG或LNP。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該系統(tǒng)可以顯著提高裂解氣的收率，有足夠的氣體用于生產(chǎn)液化天然氣(LNG)或液化石油氣(LPG)，經(jīng)濟(jì)效益好。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，催化劑加入裝置包括：催化劑料斗15；催化劑主管20，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管21，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過(guò)所述反應(yīng)器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內(nèi)部；至少一個(gè)催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設(shè)置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內(nèi)部；優(yōu)選的，所述催化劑支管為多個(gè)并沿所述催化劑主管的長(zhǎng)度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設(shè)置在所述蓄熱式輻射管17的層間；優(yōu)選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設(shè)置在所述催化劑噴出管道16上的噴嘴，所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，采用的催化劑的種類(lèi)和粒徑不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)采用的催化劑可以為白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用；催化劑的粒徑可以為不大于0.5 毫米；由此，催化效率較高，對(duì)油頁(yè)巖的熱解和催化裂解的提油程度較高，天然氣收率較高。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述熱解料斗通過(guò)第一進(jìn)料裝置與進(jìn)料口相連；進(jìn)一步還包括半焦出口，其設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。第一進(jìn)料裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將熱解料斗中的生物質(zhì)有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，第一進(jìn)料裝置可以螺旋進(jìn)料器8。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的自動(dòng)化輸送，輸送量可控，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。半焦輸送裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機(jī)，優(yōu)選情況下，半焦輸送機(jī)可以為螺旋輸送機(jī)14。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半焦的自動(dòng)化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和催化裂解的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該方法可以包括以下步驟：

a.將顆粒生物質(zhì)通過(guò)所述第一進(jìn)料裝置及設(shè)置在所述熱解室的頂壁上的進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的所述熱解室中完成熱解過(guò)程，熱解半焦從反應(yīng)器底部的半焦出口排出，并經(jīng)半焦輸送裝置排出。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的生物質(zhì)的粒徑不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施例中，該反應(yīng)器采用的生物質(zhì)為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小顆粒生物質(zhì)，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第一進(jìn)料裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將熱解料斗中的生物質(zhì)有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，第一進(jìn)料裝置可以螺旋進(jìn)料器8。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的自動(dòng)化輸送，輸送量可控，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述熱解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布，具體的，單向蓄熱式輻射管可以將生物質(zhì)打散使其均勻分布，生物質(zhì)在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過(guò)程。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在將生物質(zhì)加入熱解料斗之前，還可以預(yù)先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥處理，例如，可以采用蓄熱式輻射管排出的煙氣對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥和預(yù)熱處理，由此，能夠除去生物質(zhì)中的水分，有利于提高熱解效率。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該熱解方法還可以包括對(duì)干燥后的煙氣進(jìn)行凈化處理的步驟，以使尾氣達(dá)標(biāo)排放，減少環(huán)境污染。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，半焦輸送裝置的具體種類(lèi)不受特別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機(jī)14，優(yōu)選情況下，半焦輸送機(jī)可以為螺旋輸送機(jī)14。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半焦的自動(dòng)化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

b.熱解產(chǎn)生的油氣通過(guò)所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的所述連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器的所述裂解室。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問(wèn)題。并且，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，連通構(gòu)件的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻18的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構(gòu)件也可以為隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口，優(yōu)選情況下，所述開(kāi)口的高度為3-15cm。

c.熱解產(chǎn)生的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi)，所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內(nèi)完成裂解過(guò)程，產(chǎn)生裂解氣。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述裂解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布，具體的，并加熱到600-900℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在600～900℃范圍，完成熱裂解過(guò)程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的清潔高效利用。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，采用的催化劑的種類(lèi)和粒徑不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)采用的催化劑可以為白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用；催化劑的粒徑可以為不大于0.5 毫米；由此，催化效率較高，對(duì)油頁(yè)巖的熱解和催化裂解的提油程度較高，天然氣收率較高。

d.所述裂解氣通過(guò)所述裂解氣出口進(jìn)入到所述裂解氣旋風(fēng)分離器9中，對(duì)所述裂解氣進(jìn)行除塵凈化處理，經(jīng)所述裂解氣旋風(fēng)分離器9分離下來(lái)的細(xì)塵通過(guò)所述半焦輸送裝置進(jìn)入所述氣化爐13氣化。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述裂解氣旋風(fēng)分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連。因而，裂解氣通過(guò)裂解氣出口，進(jìn)入裂解氣旋風(fēng)分離器中除塵，除塵后的裂解氣進(jìn)入噴淋塔中洗滌進(jìn)一步凈化，同時(shí)裂解氣旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的細(xì)塵，通過(guò)螺旋輸送機(jī)送入氣化爐，氣化氣可生產(chǎn)人造天然氣，循環(huán)利用，環(huán)保高效。

e.經(jīng)過(guò)除塵后的裂解氣進(jìn)入所述噴淋塔中，對(duì)裂解氣進(jìn)行洗滌凈化處理。

f.經(jīng)過(guò)凈化的凈裂解氣進(jìn)入所述燃?xì)夤拗袃?chǔ)存。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)還可以包括：在噴淋塔和燃?xì)夤拗g還可以進(jìn)一步設(shè)置有燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11，燃?xì)庖L(fēng)機(jī)可以快速、有效地將噴淋塔中經(jīng)過(guò)凈化獲得的天然氣輸送至燃?xì)夤拗羞M(jìn)行存儲(chǔ)，進(jìn)一步地，得到的裂解氣可以進(jìn)一步用于制備LNG或LNP。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該系統(tǒng)可以顯著提高裂解氣的收率，有足夠的氣體用于生產(chǎn)液化天然氣(LNG)或液化石油氣(LPG)，經(jīng)濟(jì)效益好。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，生物質(zhì)利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。而且該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。

下面對(duì)本實(shí)用新型的生物質(zhì)熱解和催化裂解系統(tǒng)和方法的具體工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述，具體如下：

首先，將粒度≤20mm的原料生物質(zhì)加入加料斗中，利用第二進(jìn)料裝置8將儲(chǔ)存于加料斗1中的原料生物質(zhì)加入氣流干燥器2中，同時(shí)蓄熱式輻射管17中排出的200～250攝氏度的煙氣通入氣流干燥器中，原料生物質(zhì)在煙氣的作用下進(jìn)行干燥和提升，接著煙氣和原料生物質(zhì)的混合物排出氣流干燥器，進(jìn)入干燥旋風(fēng)分離器4中，分離獲得的煙氣(溫度約為70～110攝氏度) 排出干燥旋風(fēng)分離器4，并在尾氣引風(fēng)機(jī)6的作用下進(jìn)入尾氣凈化裝置，進(jìn)行凈化處理，凈化得到的符合排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣排空，干燥旋風(fēng)分離器中分離得到的原料生物質(zhì)排出干燥旋風(fēng)分離器，并進(jìn)入熱解料斗5中，然后利用第一送料裝置將儲(chǔ)存于熱解料中的原料生物質(zhì)加入熱解反應(yīng)器中，自上而下運(yùn)動(dòng)，停留約1～50分鐘，在均勻設(shè)置的蓄熱式輻射管(管壁溫度約為500～700攝氏度)的打散和加熱作用下，生物質(zhì)均勻受熱升溫至500～600攝氏度，完成熱解反應(yīng)，得到熱解油氣和半焦，同時(shí)催化劑料斗中的催化劑(包括但不限于白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用等)通過(guò)催化劑噴出管道16依次經(jīng)催化劑主管20、催化劑支管21和催化劑噴射件經(jīng)噴嘴均勻噴灑在裂解室中，與得到的熱解油氣混合通過(guò)隔熱磚墻18上的連通構(gòu)件19進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解，半焦或其他固體雜質(zhì)通過(guò)半焦輸送裝置輸送至氣化爐13中進(jìn)行氣化處理，得到的可燃?xì)馔ㄈ胄顭崾捷椛涔?7用于對(duì)熱解反應(yīng)器中的生物質(zhì)進(jìn)行加熱，氣化處理得到的灰渣排出氣化爐13，裂解室中裂解得到的裂解氣體通過(guò)裂解氣出口24進(jìn)入裂解氣旋風(fēng)分離器9中除塵，除塵后的裂解氣進(jìn)入噴淋塔10中洗滌進(jìn)一步凈化，洗滌后的凈裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11送入燃?xì)夤薮鎯?chǔ)，可用于生產(chǎn)人造天然氣等產(chǎn)品，同時(shí)裂解氣旋風(fēng)分離器9分離下來(lái)的細(xì)塵，通過(guò)螺旋輸送機(jī)送入氣化爐13進(jìn)行氣化，氣化得到的氣體可通入熱解室進(jìn)行循環(huán)加熱利用，氣化后的灰渣排出。

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。

實(shí)施案例：利用蓄熱式移動(dòng)床熱解和催化裂解系統(tǒng)對(duì)松木屑進(jìn)行處理，原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1：松木屑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

利用該反應(yīng)系統(tǒng)處理松木屑，得到的氣體產(chǎn)品產(chǎn)率為68%，熱解焦油幾乎全部裂解為氣態(tài)產(chǎn)物，產(chǎn)氣率高。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、 或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。