一种提高生物质与煤共热解焦油产率的方法.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CN111320995A(43)申请公布日2020.06.23(21)申请号202010185909.4(22)申请日2020.03.17(71)申请人大连理工大学地址116023辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人靳立军胡浩权李建刚杨赫李扬(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人祝诗洋(51)Int.Cl.C10B53/02(2006.01)C10B53/04(2006.01)C10G1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种提高生物质与煤共热解焦油产率的方法(57)摘要本发明提供了一种提高生物质与煤共热解焦油产率的方法，属于能源技术领域。该方法通过合理利用进料颗粒间的空间会显著影响二者热解挥发分反应性的特点，将固定床中的煤原料与生物质原料排布成同心筒状结构，于400-800℃在固定床上进行共热解反应，该方法实现了煤热解挥发分和生物质热解挥发分的充分接触，促进了热解二次反应充分进行，达到了提高焦油产率的目的。该方法解决煤和生物质共热解传统机械混合方法中由于气相反应空间过小而导致的结焦问题，对煤和生物质固定床共热解提高焦油产率提供了新途径。CN111320995ACN111320995A权利要求书1/1页1.一种提高生物质和煤共热解焦油产率的方法，其特征在于，将进料比介于0-1的生物质和煤原料按照套筒式排列方式装填在固定床上，在400-800℃、一定升温速率下进行共热解，然后热解气经冷却阱冷却后收集；上述的套筒式排布方式采用生物质在内筒且煤在外筒或者生物质在外筒且煤在内筒的同心筒结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质包含林业废弃物、木材、纸张、农作物秸秆、稻草、棉纤维中任一种或多种，煤包含泥煤、褐煤和烟煤中任一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生物质和煤的进料比为0.25-0.75。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固定床升温速率大于等于0.5℃/s。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应温度为450-600℃。2CN111320995A说明书1/4页一种提高生物质与煤共热解焦油产率的方法技术领域[0001]本发明涉及一种提高生物质与煤共热解焦油产率的方法，属于能源技术领域。背景技术[0002]生物质和煤的共热解近年来受到了广泛的关注。煤作为世界上最重要的化石能源之一，热解一直是其高效清洁利用的重要途径。但是由于煤的氢/碳比较低，其热解直接得到精细化学品和高品质能源的产率较低。而生物质是一种廉价易得的、可再生的、高氢/碳的能源，可以作为供氢源与煤共热解有效提高热转化率和高品质能源产率。但是生物质和煤共热解过程中目前存在的一个问题是当煤和生物质采用传统的机械混合方式时，二者表现出来的协同效应较小，这是由于二者接触紧密，压缩了气相反应空间。在较小的反应空间内，生物质率先热解的挥发分易于凝结并附着在煤颗粒表面，同时发生结焦和裂解反应，阻塞了煤颗粒的微通道，抑制了煤热解挥发分的释放。为了实现生物质和煤共热解的正协同效应，促进焦油产率的增加，研究者研究了生物质和煤的共热解，考察了固定床进料的装载方式对共热解协同效应的影响。目前尚未有现有技术能为生物质与煤共热解焦油产率的提升提供解决方法。因此，亟需一种有效的易得且成本低的方法能提升生物质和煤共热解的协同效应，并提高其焦油产率。发明内容[0003]针对目前存在的问题，本发明利用煤和生物质共热解过程中，进料颗粒间的空间大小会显著影响二者热解挥发分反应性，提供了一种提高煤和生物质共热解焦油产率的方法。本发明在固定床装置中，将进料中的生物质颗粒和煤颗粒采用套筒式排布，达到了增强二者协同效应和提高焦油产率的目的。[0004]本发明采用的技术方案为：将用于进行共热解反应的生物质原料和煤原料干燥后研磨筛分至相同目数，将煤原料与生物质原料以套筒式排布的条件下，在固定床上进行了共热解反应，反应温度为400-800℃。热解后的半焦、焦油及气体产物分离后称重再分别收集。[0005]进一步的，本发明所述的生物质原料包含广泛的常见生物质，如林业废弃物、木材、纸张、农作物秸秆、稻草、棉纤维中任一种或多种。煤原料包含泥煤、褐煤和烟煤中任一种或多种。更优选的，生物质为松木，煤为白音华煤。松木中纤维素、半纤维素和木质素含量都较丰富，白音华煤作为一种煤阶处于中间的煤种，适合用于本发明的实施例。[0006]进一步的，本发明所述的套筒式排布方式是将生物质和煤原料排布成同心筒状结构，即采用松木在内筒煤在外筒和松木在外筒和煤在内筒两种形式。采用以上两种方式可以为实验提供充足的气相反应空间。[0007]进一步的，本发明所述