一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107794064A(43)申请公布日2018.03.13(21)申请号201710996886.3(22)申请日2017.10.20(71)申请人农业部规划设计研究院地址100125北京市朝阳区麦子店街41号(72)发明人赵立欣胡二峰丛宏斌孟海波姚宗路马腾贾吉秀姬文心(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)C10B47/30(2006.01)C10B57/06(2006.01)G01N30/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法(57)摘要本发明公开了一种扰动式内构件回转窑反应器及生物质热解炭化方法，所述的反应器通过在回转窑反应器内置金属板，加快边壁高温向炉内低温区传递，优化了温度场，提供更均匀的热分布，使得热解更容易发生；所述扰动式内构件也减小了热解气在煤料中的扩散阻力，优化了流场，增强了自由基的产生并抑制了大分子化合物的团聚，提高了油气品质。所述热解炭化方法实现达到设定温度后计时反应，避免从室温加热造成的误差，准确地研究温度等因素对热解特性的影响，生物质加入一定量的钙基矿物质或者磁铁矿粉等具有催化裂解焦油的催化剂，促使热解焦油产率降低，生物炭产率升高，焦油中轻质组分提高。本发明对于科学研究和生产实践都具有重要意义。CN107794064ACN107794064A权利要求书1/1页1.一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法，即在新型内构件回转窑热解反应器(206)中，通过蒸汽发生器(103)和气体混合气(106)等，可以实现水蒸气或其他气氛条件下生物质热解试验，并在产物分离、检测系统(3)实现热解油气分离，最终通过在线色谱仪对热解气进行实时检测。2.根据权利要求1所述的一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法，其特征在于扰动式内构件回转窑热解反应器内置金属传热板，使用耐高温且传热性能好的金属材料制成，垂直安装于回转窑反应器(206)内，该内构件可以增加反应器内的传热面积，使更多物料接触到了高温加热壁，提供了一个更均匀的热分布，优化了温度场，最终更多的热量被传递到生物质颗粒内部，使热解更容易发生；还通过加速靠近金属板位置物料提前热解，产生气体短路，因而减小了热解气在煤料中的扩散阻力，使更多热解产物流向中心低温物料层，优化了流场，增强了自由基的产生并抑制了大分子化合物的团聚，提高了油、气品质。此外，新型扰动式内构件加剧了颗粒间的扰动和碰撞，减少了焦油气粘结在物料表面造成的结块现象。该新型反应器有助于提高油气炭产率和品质。3.根据权利要求1所述的一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法，其特征在于电炉(204)低端布置导轨(214)，所述回转窑热解反应器左端设置空白反应区-不锈钢套管(205)，实现了电炉提前预热至热解设定温度，后滑动至反应器区域并开始计时反应，消除了前期低温加热对实验造成的误差。4.一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法，其方法包括以下步骤：1)将原料装入回转窑热解反应器(206)内，然后连接后装置，打开气瓶(104)氮气吹扫，进行气密性检测；2)将电炉(204)滑动至不锈钢套管(205)区域，当电炉达到设定热解温度后，迅速将电炉(204)滑动至扰动式内构件回转窑反应器(206)区域，开始计时反应；3)步骤2产生的热解气相产物通过产物分离、检测系统(3)进行热解油和热解气分离，并通过湿式流量计(312)记录热解气产气量，通过真空泵(313)维持反应常压，通过在线色谱仪实时检测热解气组成；4)通过对热解油、气和炭进行收集和称重，最终获得产物的产率和产品特性。5.根据权利要求4所述的热解方法，可在原料中加入一定量的钙基矿物质或者磁铁矿粉等其他具有催化裂解焦油的催化剂，促使焦油产率降低，生物炭产率升高，焦油中轻质组分提高。6.根据权利要求4所述的热解方法，电炉加热温度为600-750℃之间，扰动式内构件回转窑反应器比常规反应器缩短30-45％反应时间，焦油灰分含量小于0.2wt.％。2CN107794064A说明书1/4页一种扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法技术领域[0001]本发明属于可再生能源技术领域，具体涉及一种新型扰动式内构件回转窑热解反应器及生物质热解炭化方法，适用于各类生物质在不同条件下的热解炭化。该系统可以实现生物质热解多联产的高值化梯级利用。背景技术[0002]我国生物质资源丰富、种类繁多，其中仅玉米、水稻、小麦等农作物秸秆资源产量就已8.3亿吨，约合4.4亿吨标准煤，然而每年约有2亿吨秸秆被就地废弃，造成了严重的环境污染和资源浪费。另一方面，化肥的过度使用