一种螺旋管移动床生物质热裂解反应器.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CN110079347A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910459426.6(22)申请日2019.05.29(71)申请人青岛科技大学地址266061山东省青岛市崂山区松岭路99号(72)发明人段继海王伟文陈光辉李建隆张自生(74)专利代理机构北京盛凡智荣知识产权代理有限公司11616代理人尚欣(51)Int.Cl.C10B53/02(2006.01)C10G1/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种螺旋管移动床生物质热裂解反应器(57)摘要本发明涉及一种螺旋管移动床反应器，螺旋管移动床反应器为夹套式结构，从上到下包括预热段、过渡段和反应段，物料入口设置在反应器顶部，产物出口设置在反应器底部，燃气与空气入口设置在反应器夹层底部，废气出口设置在反应器夹层顶部，反应器夹层外壁设置隔热和阻气层。螺旋管为等直径的圆柱形结构，螺旋直径范围为600～1000mm，螺距范围为1500～2500mm，预热段与反应段长度关系满足1:1条件。本发明中螺旋管的设计一方面可以延长生物质颗粒在反应器内的停留时间，另一方面可以增大颗粒与反应器壁面之间的摩擦，强化传热过程，使得颗粒裂解更加充分，有效提高生物油的产率。CN110079347ACN110079347A权利要求书1/1页1.一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：螺旋管移动床反应器为夹套式结构，从上到下包括预热段、过渡段和反应段，物料入口设置在反应器顶部，产物出口设置在反应器底部，燃气与空气入口设置在反应器夹层底部，废气出口设置在反应器夹层顶部，反应器夹层外壁设置隔热和阻气层。2.如权利要求1所述的一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：螺旋管为等直径的圆柱形结构，螺旋直径范围为600～1000mm，螺距范围为1500～2500mm，预热段与反应段长度关系满足1:1条件。3.如权利要求1所述的一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：物料入口与螺旋进料器连接用于连续进料。4.如权利要求1所述的一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：产物出口与后续的气固分离系统和冷凝系统相连。5.如权利要求1所述的一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：裂解过程中的可燃不凝气经过收集与空气混合后经由燃气与空气入口进入反应器夹层。6.如权利要求1所述的一种螺旋管移动床反应器，其特征在于：上述混合气在反应器夹层中燃烧后生成的废气经由废气出口排出。7.使用如权利要求1-6任一所述螺旋管移动床反应器对秸秆颗粒进行连续化快速热解的方法，其特征在于：秸秆颗粒由布料器不断送入螺旋管移动床反应器，在反应器预热段被迅速加热至裂解所需温度，随后在反应段迅速发生裂解反应；裂解过程生成的裂解气和剩余的固体残渣由产物出口引出反应器进入后续的气固分离系统和冷凝系统；优选的是，生物质颗粒通过物料入口(1)连续进入反应器，首先在反应器预热段(2)中被加热至裂解所需温度，经过反应器过渡段(3)后，颗粒进入反应器反应段(4)迅速发生裂解反应，生成的气体产物和剩余的固体残渣由产物出口(6)离开反应器，裂解过程中产生的不凝气在后续经过收集之后与空气混合由燃气与空气入口(7)进入反应器夹层，混合气在夹层中燃烧为反应器内的裂解过程提供热量，废气由废气出口(5)排入大气。2CN110079347A说明书1/2页一种螺旋管移动床生物质热裂解反应器技术领域[0001]本发明属于能源化工技术领域，涉及一种螺旋管移动床生物质热裂解反应器。背景技术[0002]生物质热裂解技术是指将生物质在无氧或微量氧存在的条件下通过热化学转化方法转化生成不凝气、生物油和焦炭三种产物的过程，是生物质能富集化的有效手段之一。[0003]生物质热裂解反应器是生物质热裂解制取生物油工艺流程中的核心装置，生物质热裂解反应产物的分布情况在一定程度上受热裂解反应器的类型及其所采用的加热方式决定。[0004]目前主要的反应器类型有循环流化床反应器、旋转锥反应器和烧蚀反应器等，其各具优缺点：循环流化床反应器的优点是在反应器结构相对紧凑，热载体选用较大热容的砂子以提高热传导效率，增强反应器的处理能力，热裂解生成的气体产物在反应器内停留时间较短，有效地避免裂解气二次裂解而造成生物油产量降低，但由于反应需要大量的载气，加大工艺流程中冷却系统压力造成大量能量损耗；旋转锥反应器优点是其一般不需载气，反应器结构紧凑可降低成本，但其要求生物质颗粒粒径较小，增加成本，同时反应器设备复杂不易放大；烧蚀反应器具有对物料生物质颗粒粒径要求不高的优点，而烧蚀反应器主要的技术难题是在于如何使物料生物质颗粒与高温壁面在具有一定相对运动速度的情况下紧密接触而不脱离。[0005]尽管目前运行的反应器有很多结构形式，但