一種新型生物質熱解生產液體燃料聯產生物炭系統的制作方法

本發明涉及一種新型生物質熱解生產液體燃料聯產生物炭系統，屬于可再生能源利用技術領域。

背景技術：

生物質熱裂解液化技術是一種生物質能的有效利用方式，其產物主要是生物油，同時伴隨副產物熱解殘炭及少量氣體。一方面，生物油經進一步精煉可以得到高附加值化學品，也可以作為燃油應用于發動機；另一方面，殘炭可以當做生物肥料改善土壤結構，也可以進一步處理獲得炭黑，作為輪胎添加劑加以使用。目前主要的熱裂解液化裝置主要有流化床反應器、循環流化床反應器、固定床反應器、燒蝕反應器、旋轉錐反應器等，以上反應器基本都以石英砂作為熱載體，惰性氣體作為保護氣，主要以電加熱方式為主，由于成本以及反應器本身熱傳遞等問題的存在造成設備規模較小，基本上仍處于研究階段。

鋼鐵工業是我國國民經濟的重要基礎產業。中國鋼鐵工業自20世紀90年代以來快速發展，2000年粗鋼產量達到3.52億噸，約占世界粗鋼產量的31％，隨著鋼產量的增長，鋼鐵工業產生固體廢棄物的總量越來越多，其中高爐渣占很大比例，約50％。高爐渣廢料具有大量熱，目前一般是將高爐渣進行淬冷，產生熱蒸汽，用于取暖，其余全部白白浪費，同時高爐水渣含水率高達10％以上，而且如果作為生產水泥的原料，生產時必須進行干燥處理，仍要消耗一定的能源。最后，對于水渣系統而言，電耗和系統維護的工作量也非常大。因此，以高溫爐渣為熱載體，生物質為原料，進行生物質熱解液化，對提高爐渣其利用率以及進行合理處理，以及減緩能源危機和改善社會環境具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種以高溫散體爐渣為熱載體、流化床為生物質烘干器以及螺旋反應器作為熱解反應器的新型生物質熱解生產液體燃料聯產生物炭系統。

本發明采用的具體技術方案是：

一種新型生物質熱解生產液體燃料聯產生物炭系統，包括螺旋反應器，螺旋反應器連接生物質喂料器，其特征是，還包括高爐，高爐連接爐渣粒化器，爐渣粒化器通過流量控制閥連接螺旋反應器，所述爐渣粒化器上部設有爐渣入料口和氣體出口，爐渣入口處安裝有成型模具，下部設有爐渣出口，還包括高速電機，高速電機連接轉動軸，轉動軸頂部設置弧形轉盤，下部設置旋轉刮刀，旋轉刮刀與爐渣出口配合，在弧形轉盤下方設置噴嘴風管。

其中，流量控制閥采用抽板式閥門，包括擋板和螺桿，通過轉動把手實現開關的閉合程度，調節爐渣流量。

本發明中，螺旋反應器為熱解反應器，高爐產生高溫熔融態爐渣，通過爐渣粒化器用于將高溫熔融態爐渣粒化形成固體顆粒，生物質與高溫爐渣顆粒從上方入口進入，在流動過程中實現混合接觸換熱，完成熱解反應，熱解氣從右側上方流出，殘炭及爐渣從右側下方流出。

其中，螺旋反應器固相出口通過管路依次連接翻版卸灰閥、生物炭及爐渣收集箱和生物炭/爐渣分離器。

其中，在所述生物炭及爐渣收集箱均布有風管，用于收集熱量后通過高溫煙氣引風機送入流化床烘干器；下方安有蛟龍，用于爐渣及殘炭的排出。

其中，螺旋反應器通過氣相管路依次連接旋風分離器和生物油冷凝器，將生產的熱解氣冷凝為生物油。

其中，生物質喂料器連接流化床烘干器，爐渣粒化器內熱風經氣固分離器分離后，有高溫煙氣引風機送入流化床烘干器。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1)將爐渣與生物質熱解相結合，既解決了高爐渣利用方式，提高了能量回收利用效率，又解決了熱解液化能量供應問題，降低了生物油成本。

2)爐渣粒化氣入口設有成型模具，保證了爐渣顆粒大小均勻，同時，在爐渣粒化器下方采用旋轉刮刀，實現了高溫粒化爐渣的收集，以及對大塊爐渣的二次破碎處理，防止了大塊爐渣對后續設備的影響。

4)采用對殘炭及爐渣收集箱布置風管的方式，對余熱進行回收，同時與粒化器差生余熱，一起送入采用流化床，對生物質進行干燥處理，節約了生物質前期預處理成本，提高了熱解效率。

5)采用螺旋熱解反應器，很好的實現了生物質粉和爐渣的混合，同時加快了熱質傳遞效率，不采用惰性氣體為載氣，避免了流化床等方式引起的熱解氣含碳量大以及冷激負荷大的問題，降低了后續處理設備成本。

附圖說明

圖1是本發明的設備流程示意圖；

圖2是爐渣粒化器結構示意圖；

圖3是抽板式流量控制閥；

圖中，1-高爐，2-爐渣粒化器，2-1-熔渣入料口，2-2-弧形轉盤，2-3-噴嘴風管，2-4-旋轉刮刀，2-5-高速電機，2-6-爐渣出口，2-7-氣體出口，3-抽板式流量控制閥，3-1-擋板，3-2-螺桿，4-螺旋反應器，5-翻版卸灰閥，6-生物炭及爐渣收集箱，7-生物炭/爐渣分離器，8-高溫煙氣引風機，9-生物質喂料器，10-旋風除塵器，11-生物油冷凝器，12-三通閥門，13-流化床烘干器，14-高溫煙氣引風機，15-氣固分離器。

具體實施方式

如圖1所示，

一種高爐渣生物質熱解系統，包括高爐1，高爐1連接爐渣粒化器2，爐渣粒化器2通過抽板流量控制閥3連接螺旋反應器4，螺旋反應器4連接生物質喂料器9，螺旋反應器9通過氣相管路依次連接旋風分離器10和生物油冷凝器11。

生物質喂料器9連接流化床烘干器13，爐渣粒化器2內熱風經氣固分離器15分離后，有高溫煙氣引風機14送入流化床烘干器13；螺旋反應器4固相出口通過管路依次連接翻版卸灰閥5、生物炭及爐渣收集箱6和生物炭/爐渣分離器7，生物炭及爐渣收集,7均布有風管，用于收集熱量后通過高溫煙氣引風機8送入流化床烘干器13。

如圖2所示，爐渣粒化器2上部設有帶成型模具的爐渣入料口2-1，和氣體出口2-7，下部設有爐渣出口2-6，還包括高速電機2-5，高速電機2-5連接轉動軸，轉動軸頂部設置弧形轉盤2-2，下部設置旋轉刮刀2-4，旋轉刮刀2-4與爐渣出口2-6配合，將爐渣粉碎并送入下工序，在弧形轉盤2-2下方設置噴嘴風管2-3。

如圖3所示，抽板式流量控制閥3，包括擋板3-1和螺桿3-2，通過轉動把手實現開關的閉合程度，調節爐渣流量。