本發明專利技術涉及一種熔鹽快速熱裂解生物質的工藝及裝置，RY型熔鹽泵的出口管與旋液分離器的入口管連接，旋液分離器的上出口管與固體產物收集器連接，旋液分離器的下出口與撞擊混合錐臺裂解反應器連接，撞擊混合錐臺裂解反應器與生物質料倉連接，撞擊混合錐臺裂解反應器的出口與列管式冷凝器和熔融鹽儲槽連接，列管式冷凝器的出口與液體產物收集器連接，液體產物收集器的出口分別與裂解氣儲罐和裂解氣過水槽連接，撞擊混合錐臺裂解反應器的上部連接有電動機。本發明專利技術有益的效果是：本發明專利技術的裝置和工藝克服了生產過程中熱能利用率低，成本高的缺點，提高了生物質燃料的產率，實現了連續進料，改善了生物質的使用性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種以農林棄物為生物質原料的，熔鹽快速熱裂解生物質的工藝及裝置。
技術介紹
能源危機、環境污染等問題日益嚴重，尋找清潔的可再生能源迫在眉睫。在水能、風能、太陽能、生物質能和海洋能等一系列可再生能源中，生物質能具有低染、可再生、CO2接近零排放、資源豐富、分布廣泛等特點，日益受到全世界的關注。我國的生物質資源豐富，農林廢料占據比重很大，僅農作物秸桿年產量就達到7億噸，但秸桿資源的利用率比較低，約7%，多數秸桿就地焚燒，既造成了大氣污染又浪費了資源。生物質能的開發利用對改善能源結構，緩解原油進口依賴程 度，增加農民收入，促進三農建設等具有重要戰略意義。生物質能的開發利用主要有生物轉化和熱化學轉化兩種技術途徑，而熱化學轉化途徑是生物質能利用的核心技術。其中熱裂解能將生物質轉化成氣體、固體和液體產物，獲得了能量密度高的生物燃料或者難以人工合成的化學品，得到了世界各國的廣泛關注，成為研究焦點。要達到快速熱裂解的目的，熱載體的選擇至關重要。現在所采用的工藝中多為石英沙，或者惰性氣體。而熔鹽具有以下特點:在接近1000°c的高溫下化學性能比較穩定；導熱系數高、粘度低、揮發性低以及適宜的熔點溫度等物理特性；具有溶解生物質進入液相的能力，致使傳熱和傳質非常均勻和迅速；具有均相催化或化學反應以控制產物化學組成的肯能性。因此，可以用于生物質快速熱裂解的工藝過程中。針對原有熱裂解技術中熱載體的功能單一，熱含量相對較小等問題，開發出以農村廢棄物為生物質原料，以熔鹽為熱載體、催化劑和分散介質的工藝和裝置，以提高生物質的利用效率，最大化地獲得目標產物。
技術實現思路
本專利技術要解決上述現有技術的缺點，提供一種熱含量相對較高，高利用率的熔鹽快速熱裂解生物質的工藝及裝置。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案:這種熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，主要包括裂解氣儲罐、裂解氣過水槽、列管式冷凝器、電動機、生物質料倉、撞擊混合錐臺裂解反應器、液體產物收集器、熔融鹽儲槽、旋液分離器、固體產物收集器和RY型熔鹽泵，RY型熔鹽泵的出口管與旋液分離器的入口管連接，旋液分離器的上出口管與固體產物收集器連接，旋液分離器的下出口與撞擊混合錐臺裂解反應器連接，撞擊混合錐臺裂解反應器與生物質料倉連接，撞擊混合錐臺裂解反應器的出口與列管式冷凝器和熔融鹽儲槽連接，列管式冷凝器的出口與液體產物收集器連接，液體產物收集器的出口分別與裂解氣儲罐和裂解氣過水槽連接，撞擊混合錐臺裂解反應器的上部連接有電動機。所述RY型熔鹽泵的出口管位于熔鹽收集器內，熔鹽收集器內設有K型熱電偶，熔鹽收集器的外壁設有外置式纏繞式的電加熱裝置，電加熱裝置的加熱絲為耐高溫的鎳鉻絲，并且外部為耐高溫的保溫材料。所述撞擊混合錐臺裂解反應器的內部設置錐形臺，錐形臺的上部設置限流圈和擋邊，錐形臺的斜面成15° -75。角。這種熔鹽快速熱裂解生物質的工藝，包括以下步驟:(I)稱取熔融鹽放入熔融鹽儲槽，稱取生物質原料放入生物質料倉，向系統內通入氮氣或抽真空，得以形成惰性無氧氛圍；(2)開啟RY型熔鹽泵和列管式冷凝器的冷卻水開關；(3)對各段管路進行加熱，保證熔融鹽在熔融鹽儲槽內全部熔融，開啟RY型熔鹽泵，熔融鹽通過RY型熔鹽泵輸送，經過旋液分離器，進入撞擊混合錐臺裂解反應器，開啟螺旋進料器的電動機，生物質顆粒進入撞擊混合錐臺裂解反應器后與熔融鹽并流接觸，進行熱裂解反應；(4)生成的揮發分進入列管式冷凝器，可冷凝的氣體揮發后冷凝得到生物油，進入液體產物收集器，不可冷凝氣經過取樣分析后，進入裂解氣儲罐儲存，或者經過裂解氣過水槽凈化處理；(5)固體產物顆粒隨著RY型熔鹽泵的輸送在旋液分離器處進行分離，進入固體產物收集器，熔融鹽繼續進入撞擊混合錐臺裂解反應器；(6)當所加入的生物質原料完全進入撞擊混合錐臺裂解反應器后，關閉螺旋進料器的電動機，RY型熔鹽泵繼續開啟，保持熔融鹽的循環和流動，直至沒有熱裂解氣產生，關閉氮氣或者抽真空；(7)反應 完成后，關閉RY型熔鹽泵，讓熔融鹽集中于熔融鹽儲槽內，關閉所有的加熱開關，等待所有的測溫點溫度接近室溫時，關閉冷卻水。所述熱裂解反應溫度為:200°C 1000°C，熱裂解反應的過程中，每隔3 5min記錄各個控溫點的溫度和測壓點的壓力，從裂解氣管路中取氣體產物樣品分析組成。所述整個工藝中的熔融鹽能循環使用。所述熔融鹽為堿金屬、堿金屬的氯化鹽、硅酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽或多種上述組成的共熔混合物。本專利技術有益的效果是:本專利技術的裝置和工藝克服了生產過程中熱能利用率低，成本高的缺點，提高了生物質燃料的產率，實現了連續進料，改善了生物質的使用性能。附圖說明圖1是本專利技術的結構組成示意圖；圖2是本專利技術的錐形臺橫切面示意圖。附圖標記說明:裂解氣儲罐1，閥門2，壓力表3，裂解氣過水槽4，列管式冷凝器5，電動機6，螺旋進料器7，生物質料倉8，撞擊混合錐臺裂解反應器9，液體產物收集器10，熔融鹽儲槽11，旋液分離器12，固體產物收集器13，RY型熔鹽泵14，K型熱電偶15，熔鹽收集器16，電加熱裝置17，擋邊18，限流圈19，斜面20。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明:如圖所示，這種熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，主要包括裂解氣儲罐1，裂解氣過水槽4，列管式冷凝器5，電動機6，生物質料倉8，撞擊混合錐臺裂解反應器9，液體產物收集器10，熔融鹽儲槽11，旋液分離器12，固體產物收集器13和RY型熔鹽泵14，RY型熔鹽泵14的作為熔融鹽的輸送機械，RY型熔鹽泵14的出口管與旋液分離器12的入口管連接，旋液分離器12的上出口管與固體產物收集器13連接，旋液分離器12的下出口與撞擊混合錐臺裂解反應器9連接，撞擊混合錐臺裂解反應器9與生物質料倉8連接，撞擊混合錐臺裂解反應器9使熔融鹽以一定流速與生物質顆粒進行并流接觸和混合，撞擊混合錐臺裂解反應器9的出口與列管式冷凝器5和熔融鹽儲槽11連接，列管式冷凝器5的出口與液體產物收集器10連接，液體產物收集器10的出口分別與裂解氣儲罐I和裂解氣過水槽4連接，撞擊混合錐臺裂解反應器9的上部連接有電動機6。RY型熔鹽泵14的出口管位于熔鹽收集器16內，熔鹽收集器16內設有K型熱電偶15，熔鹽收集器16的外壁設有外置式纏繞式的電加熱裝置17，電加熱裝置17的加熱絲為耐高溫的鎳鉻絲，并且外部為耐高溫的保溫材料進行保溫。電動機6連接有螺旋進料器7，作為生物質原料的輸送進料裝置，螺旋進料器7位于生物質料倉8內，螺旋進料器7的出口伸入撞擊混合錐臺裂解·反應器9內，螺旋進料器7的外側直徑大于螺旋進料器管外徑的套管，熔融鹽在套管間與生物質間壁并流，在生物質出口管下端撞擊混合。撞擊混合錐臺裂解反應器9的內部設置錐形臺，錐形臺的上部設置限流圈19和擋邊18，保證熔融鹽能夠沿著錐形臺斜面20流下而不會飛濺，錐形臺的斜面20成15° -75。角，熔融鹽和生物質顆粒在錐形臺斜面上流動，形成一層熔融鹽薄膜(< 10mm)，縮短了裂解產物在熔鹽層的停留時間，迅速從熔融鹽中逸出。裂解氣儲罐I的下部設有閥門2，裂解氣過水槽4上設有壓力表3。這種熔鹽快速熱裂解生物質的工藝，包括以下步驟:(I)稱取熔融鹽放入熔融鹽儲槽11，稱取生物質原料放入生物質料倉8，向系統內通入氮氣或抽真空，得本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，主要包括裂解氣儲罐（1）、裂解氣過水槽（4）、列管式冷凝器（5）、電動機（6）、生物質料倉（8）、撞擊混合錐臺裂解反應器（9）、液體產物收集器（10）、熔融鹽儲槽（11）、旋液分離器（12）、固體產物收集器（13）和RY型熔鹽泵（14），其特征是：RY型熔鹽泵（14）的出口管與旋液分離器（12）的入口管連接，旋液分離器（12）的上出口管與固體產物收集器（13）連接，旋液分離器（12）的下出口與撞擊混合錐臺裂解反應器（9）連接，撞擊混合錐臺裂解反應器（9）與生物質料倉（8）連接，撞擊混合錐臺裂解反應器（9）的出口與列管式冷凝器（5）和熔融鹽儲槽（11）連接，列管式冷凝器（5）的出口與液體產物收集器（10）連接，液體產物收集器（10）的出口分別與裂解氣儲罐（1）和裂解氣過水槽（4）連接，撞擊混合錐臺裂解反應器（9）的上部連接有電動機（6）。
【技術特征摘要】
1.一種熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，主要包括裂解氣儲罐(I)、裂解氣過水槽(4)、列管式冷凝器(5)、電動機(6)、生物質料倉(8)、撞擊混合錐臺裂解反應器(9)、液體產物收集器(10)、熔融鹽儲槽(11)、旋液分離器(12)、固體產物收集器(13)和RY型熔鹽泵(14)，其特征是:RY型熔鹽泵(14)的出口管與旋液分離器(12)的入口管連接，旋液分離器(12)的上出口管與固體產物收集器(13 )連接，旋液分離器(12 )的下出口與撞擊混合錐臺裂解反應器(9)連接，撞擊混合錐臺裂解反應器(9)與生物質料倉(8)連接，撞擊混合錐臺裂解反應器(9)的出口與列管式冷凝器(5)和熔融鹽儲槽(11)連接，列管式冷凝器(5)的出口與液體產物收集器(10 )連接，液體產物收集器(10 )的出口分別與裂解氣儲罐(I)和裂解氣過水槽(4)連接，撞擊混合錐臺裂解反應器(9)的上部連接有電動機(6)。2.根據權利要求1所述的熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，其特征是:所述RY型熔鹽泵(14 )的出口管位于熔鹽收集器(16 )內，熔鹽收集器(16 )內設有K型熱電偶(15 )，熔鹽收集器(16)的外壁設有外置式纏繞式的電加熱裝置(17)，電加熱裝置(17)的加熱絲為耐高溫的鎳鉻絲，并且外部為耐高溫的保溫材料。3.根據權利要求1所述的熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，其特征是:所述電動機(6)連接有螺旋進料器(7)，螺旋進料器(7)位于生物質料倉(8)內，螺旋進料器(7)的出口伸入撞擊混合錐臺裂解反應器(9)內，螺旋進料器(7)的外側直徑大于螺旋進料器管外徑的套管。4.根據權利要求1所述的熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，其特征是:所述撞擊混合錐臺裂解反應器(9)的內部設置錐形臺，錐形臺的上部設置限流圈(19)和擋邊(18)，錐形臺的斜面(20)成15° -75。角。5.根據權利要求1所述的熔鹽快速熱裂解生物質的裝置，其特征是:所述裂解氣儲罐(I)的下部設有閥門(2)，裂解氣過水槽(4)上設有壓力表(3)。6.一種采用如權利要求1所述熔鹽快速熱裂解生物質的裝置的工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)稱取熔融...
【專利技術屬性】
技術研發人員：計建炳，姬登祥，于鳳文，艾寧，高明輝，盛佳峰，姜洪濤，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：
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