一种利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备 |
|||||||
| 申请号 | CN202211531102.7 | 申请日 | 2022-12-01 | 公开(公告)号 | CN115895699A | 公开(公告)日 | 2023-04-04 |
| 申请人 | 吉林省秸源新能源科技有限公司; | 发明人 | 陈淑崇; | ||||
| 摘要 | 一种利用 纤维 素生产 生物 质 液体 燃料 的成套设备，包括有预反应釜、一级反应釜、二级反应釜；预反应釜通过高压 涡轮 机与一级反应釜连通，一级反应釜与二级反应釜连通；预反应釜、一级反应釜和二级反应釜的产物经过一系列设备处理分离为 木醋液 、生物质 液体燃料 、生物重油、 生物炭 和 天然气 。本 发明 针对各类生物质的 纤维素 、半纤维素、木质素成分特性，以较少的用工即系统工业化手段规模化大量制备生物质液体燃料，生产效率高。制备过程中以较低的反应 温度 与能耗，有效抑制了焦油和生物炭的过多生成，增加了生物质液体燃料的产出，生产成本比石化类燃料更具竞争 力 ；整个生产过程可以实现对环境的有效保护和安全生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备，其特征在于：包括有预反应釜(1)、一级反应釜(2)、二级反应釜(3)；预反应釜(1)通过高压涡轮机(11)与一级反应釜(2)连通，一级反应釜(2)与二级反应釜(3)连通； |
||||||
| 说明书全文 | 一种利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备技术领域背景技术[0002] 生物质能是绿色植物通过光合作用存储下来的太阳能，也是目前已知以有机物形式存在的惟一可再生能源资源。现代人类不懈追求用各种纤维素生物质制备生物质液体燃料，这是难以电气化的航空、海运和道路交通等行业脱碳环节可以大量使用的关键的可再生液体燃料，是对不可再生的石化类能源的直接替代，是人类实现“碳中和”目标的主要手段之一。 [0003] 目前市场上未见成套工业化连续自动控制利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备，作坊式生产达不到理想的裂解工艺条件，生物质干馏加热到600℃以上时产生大量焦油而不是液体燃料，造成用工量大、原材料和能源浪费，还难以回收C1～C4气体，造成环境污染，危及安全生产。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备，[0005] 本发明将7目(直径：2.8mm)～70目(直径：0.2mm)的、含水率低于15％的纤维素生物质粉粒，通过与热载体、催化剂一道均匀混合加热到290～330℃的温度，在基本没有氧气的条件下，以2～5s的流动速度用内加热方式对其混合物进行往复脉冲，经过裂解、冷凝、淬取、烘干等工艺过程，生成气、液、固相物质即生物质制品；目标产物为纤维素生物液体燃料，伴生产物生物炭和木醋液原液是生物炭基肥料的原料；整个制备过程及其生物制品产出没有污染物排放。 [0007] 秸秆料仓、催化剂罐和热载体储罐与预反应釜连通，并向预反应釜输送秸秆粉粒、催化剂和热载体，粉碎机与秸秆料仓连通，粉碎机将秸秆粉碎后送入秸秆料仓内； [0008] 预反应釜与第一冷凝器连通，第一冷凝器与第一油水分离器连通，第一油水分离器与第一高压风机连通，预反应釜内生成的油气进入第一冷凝器内冷凝，再进入第一油水分离器分离，分离成木醋液、生物质液体燃料和生物重油，分离的天然气通过第一高压风机排出储存； [0009] 一级反应釜与第二冷凝器连通，二级反应釜与第三冷凝器连通，第二冷凝器和第三冷凝器均与第二油水分离器连通，第二油水分离器与第二高压风连通，预反应釜内裂解后的物料混合物通过高压涡轮机送入一级反应釜裂解，一级反应釜内溢流的裂解后物料流入二级反应釜裂解，一级反应釜和二级反应釜裂解后，产生的油气分别通过第二冷凝器和第三冷凝器冷凝后，进入第二油水分离器分离，分离成生物质液体燃料、木醋液和生物重油，分离的天然气通过第二高压风机排出储存； [0010] 一级反应釜与二级反应釜连通，二级反应釜与一级离心机连通，一级离心机与热载体储罐和生物炭分散罐连通，生物炭分散罐与二级离心机和萃取液储罐连通，二级离心机与生物炭烘干机、分馏塔连通，生物炭烘干机通过第四冷凝器与萃取液储罐连通，分馏塔与热载体储罐连通，分馏塔通过第五冷凝器与萃取液储罐连通； [0011] 一级反应釜和二级反应釜裂解后，产生的液体进入一级离心机分离，分离的热载体进入热载体储罐，分离后的剩余液体进入生物炭分散罐进行分散，萃取液储罐中的萃取液进入生物炭分散罐，分散分离后剩余产物进入二级离心机分离，分离后，含有少量萃取液的生物炭进入生物炭烘干机烘干，烘干后变成生物炭和萃取液气体，萃取液气体经过第四冷凝器后变成液体进入萃取液储罐，二级离心机分离的萃取液混合物进入分馏塔分馏，分馏塔分离出的少量热载体进入热载体储罐，分馏塔分离出的萃取液经过第五冷凝器冷凝进入萃取液储罐。 [0012] 所述预反应釜内在240～280℃的条件下进行混合降解，降解时间为30分钟。 [0013] 所述一级反应釜、二级反应釜中的裂解温度为290～330℃，裂解时间为裂解完全结束。 [0014] 本发明的有益效果是： [0015] 1、本发明针对各类生物质的纤维素、半纤维素、木质素成分特性，以较少的用工即系统工业化手段规模化大量制备生物质液体燃料，生产效率高。制备过程中以较低的反应温度与能耗，有效抑制了焦油和生物炭的过多生成，增加了生物质液体燃料的产出，生产成本比石化类燃料更具竞争力；整个生产过程可以实现对环境的有效保护和安全生产。 具体实施方式[0017] 如图1所示，一种利用纤维素生产生物质液体燃料的成套设备，包括有预反应釜1、一级反应釜2、二级反应釜3；预反应釜1通过高压涡轮机11与一级反应釜2连通，一级反应釜2与二级反应釜3连通； [0018] 秸秆料仓12、催化剂罐13和热载体储罐14与预反应釜1连通，并向预反应釜1输送秸秆粉粒、催化剂和热载体，粉碎机15与秸秆料仓12连通，粉碎机15将秸秆粉碎后送入秸秆料仓12内； [0019] 预反应釜1与第一冷凝器16连通，第一冷凝器16与第一油水分离器17连通，第一油水分离器17与第一高压风机18连通，预反应釜1内生成的油气进入第一冷凝器16内冷凝，再进入第一油水分离器17分离，分离成木醋液、生物质液体燃料和生物重油，分离的天然气通过第一高压风机18排出储存； [0020] 一级反应釜2与第二冷凝器21连通，二级反应釜3与第三冷凝器31连通，第二冷凝器21和第三冷凝器31均与第二油水分离器32连通，第二油水分离器32与第二高压风33连通，预反应釜1内的裂解后物料混合物通过高压涡轮机11送入一级反应釜2裂解，一级反应釜2内溢流的裂解后物料流入二级反应釜3裂解，一级反应釜2和二级反应釜3裂解后，产生的油气分别通过第二冷凝器21和第三冷凝器31冷凝后，进入第二油水分离器32分离，分离成木醋液、生物质液体燃料和生物重油，分离的天然气通过第二高压风机33排出储存； [0021] 一级反应釜2与二级反应釜3连通，二级反应釜3与一级离心机4连通，一级离心机4与热载体储罐14和生物炭分散罐5连通，生物炭分散罐5与二级离心机6和萃取液储罐9连通，二级离心机6与生物炭烘干机8、分馏塔10连通，生物炭烘干机8通过第四冷凝器81与萃取液储罐9连通，分馏塔10与热载体储罐14连通，分馏塔10通过第五冷凝器91与萃取液储罐9连通； [0022] 一级反应釜2和二级反应釜3裂解后，产生的液体进入一级离心机4分离，分离的热载体进入热载体储罐14，分离后的剩余液体进入生物炭分散罐5进行分散，萃取液储罐9中的萃取液进入生物炭分散罐5，分散分离后剩余产物进入二级离心机6分离，分离后，含有少量萃取液的生物炭进入生物炭烘干机8烘干，烘干后变成生物炭和萃取液气体，萃取液气体经过第四冷凝器81后变成液体进入萃取液储罐9，二级离心机6分离的萃取液混合物进入分馏塔10分馏，分馏塔10分离出的少量热载体进入热载体储罐14，分馏塔10分离出的萃取液经过第五冷凝器91冷凝进入萃取液储罐9。 [0023] 所述预反应釜1内在240～280℃的条件下进行混合降解，降解时间为30分钟。 [0024] 所述一级反应釜2、二级反应釜3中的裂解温度为290～330℃，裂解时间为裂解完全结束。 [0025] 本发明已经过中试，配合工艺生产的生物质液体燃料密度是0.86g/cm3，可以作为各类内燃机和其它燃烧器的燃料使用，具有减炭环保价值和经济利用价值。 |
||||||
