一种生物质气压烘焙造粒系统

xiaoxiao2026-09-11  17


本技术属于生物质烘焙相关,更具体地,涉及一种生物质气压烘焙造粒系统。


背景技术:

1、生物质废弃物的高氧含量、低能量密度、可磨性差等理化性质严重限制了生物质废弃物的利用。开发环境友好的生物质高效低成本预处理提质技术是解决上述问题的关键。烘焙预处理是目前最有前景的生物质预处理技术之一,然而传统在200-300℃的、常压的惰性环境工况下进行烘焙对生物质提质不显著,烘焙生物质燃料品质介于生物质和泥煤之间。因此,有必要通过技术和工艺的改进强化烘焙脱氧能力,使烘焙生物质提质效果改善;同时在更温和条件以及减少外加热源下达到烘焙提质效果以降低产品成本。

2、目前技术对烘焙技术的优化改进提出了一些方案。已有方案提出采用加压的惰性气体增强气体与生物质之间的换热,以达到强化烘焙的效果。然而现有方案仅加强了换热,对生物质烘焙化学反应的促进效果并不明显,使得对生物质的脱氧提质效果不明显;且烘焙加热加压过程存在能耗较高、成本较高的问题。

3、现有生物质气压烘焙系统仍然存在脱氧提质效果有待提高、能耗及成本有待降低的问题。综上所述,现有生物质气压烘焙系统仍需要进一步补充完善,设计能耗低、清洁、产物成本低、烘焙半焦连续生产的气压烘焙系统。


技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型提供了一种生物质气压烘焙造粒系统,解决了现有生物质气压烘焙系统仍然存在脱氧提质效果有待提高、能耗及成本有待降低的问题。

2、为实现上述目的,按照本实用新型,提供了一种生物质气压烘焙造粒系统,包括生物质烘焙子系统、半焦成型子系统以及焦油处理子系统;所述生物质烘焙子系统包括烘焙反应器,所述烘焙反应器的一端设有生物质进口装置、另一端设有半焦出口装置,所述半焦出口装置与所述半焦成型子系统相连,所述半焦成型子系统用于对排出的烘焙半焦进行造粒成型;

3、所述焦油处理子系统包括气液分离器和燃烧器,所述烘焙反应器的挥发分出口连接至所述气液分离器,所述气液分离器设有分离气出口、焦油出口和冷凝水出口,所述分离气出口通过第一管路与所述燃烧器相连以提供燃料、通过第二管路与所述烘焙反应器相连以提供保压气体,所述焦油出口连接至所述燃烧器以提供燃料,所述燃烧器的烟气出口与所述烘焙反应器相连以提供烘焙热源。

4、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述烘焙反应器竖直设置,所述生物质进口装置设在所述烘焙反应器的顶部,所述半焦出口装置设在所述烘焙反应器的底部,所述烘焙反应器的内部设有间接换热管束,所述间接换热管束的底部进口与所述烟气出口相连,所述间接换热管束的顶部出口设在所述烘焙反应器的外部;所述烘焙反应器的内部靠下部位还设有旋转炉篦。

5、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述生物质进口装置包括相连的进口仓和生物质闭锁仓,所述生物质闭锁仓的顶部和底部分别设有锁斗,所述生物质闭锁仓的底部与所述烘焙反应器的顶部相连;所述半焦出口装置包括相连的半焦闭锁仓和出口仓,所述半焦闭锁仓的顶部和底部分别设有锁斗,所述半焦闭锁仓的顶部与所述烘焙反应器的底部相连。

6、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述半焦成型子系统包括螺旋输送机、破碎机和挤压造粒机,所述螺旋输送机的一端与所述半焦出口装置对应设置,所述螺旋输送机的另一端与所述破碎机对应设置,所述破碎机与所述挤压造粒机相连。

7、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述半焦出口装置还通过输送管道与所述燃烧器相连用于提供燃料;所述燃烧器还设有补充燃料入口。

8、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述挥发分出口与所述气液分离器之间的管路流经空气预热器,所述空气预热器设有空气进口和空气出口,所述空气出口连接至所述燃烧器。

9、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述挥发分出口与所述气液分离器之间的管路还流经分离气预热器,所述第一管路流经所述分离气预热器、经预热后通入所述燃烧器。

10、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述第一管路上设有第一阀门;所述第二管路上设有压缩机和第二阀门。

11、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述烟气出口和所述烘焙反应器之间的管路流经烟气换热器,所述第二管路上设有分支管路,所述分支管路流经所述烟气换热器后通入所述燃烧器;所述分支管路上设有第三阀门。

12、根据本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统,所述第二管路连接至所述烘焙反应器的底部,且位于所述旋转炉篦的下方。

13、总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,本实用新型提供的生物质气压烘焙造粒系统:

14、1.设置半焦成型子系统可将出料后的烘焙半焦直接利用余热成型造粒;设置气液分离器将烘焙挥发分分离为可燃焦油、干挥发分和不可燃的冷凝水,将可燃焦油、部分干挥发分燃烧为烘焙反应器供热,变污染物为资源,且通过将烘焙挥发分中的大部分水分分离出来,将可燃焦油、部分干挥发分作为燃烧器的燃料,能够提高燃料的能量密度,有利于燃烧器内燃烧的顺利进行且保证烟气温度以保证对烘焙反应器的供热;另外,采用气液分离器分离出的分离气作为烘焙反应器中的保压气体,分离气与生物质接触还能与生物质发生二次反应使生物质进一步脱氧,从而能够进一步从烘焙化学反应上促进生物质脱氧提质,提升脱氧提质效果;

15、2.主要利用生物质烘焙产物为系统提供所需热源以及提供加压气体,有利于减少外界能量输入,从而降低能耗,降低成本;设置气液分离器使得系统排出产物更加清洁无污染;且系统中气体在工艺设备中循环,在有效回收热能的同时稳定烘焙反应器内气压,使得生物质能在更温和条件下深度脱氧提质,且使得本烘焙系统在较低能耗下实现气压烘焙半焦颗粒料的连续生产。



技术特征:

1.一种生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,包括生物质烘焙子系统、半焦成型子系统以及焦油处理子系统;所述生物质烘焙子系统包括烘焙反应器,所述烘焙反应器的一端设有生物质进口装置、另一端设有半焦出口装置,所述半焦出口装置与所述半焦成型子系统相连,所述半焦成型子系统用于对排出的烘焙半焦进行造粒成型;

2.如权利要求1所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述烘焙反应器竖直设置,所述生物质进口装置设在所述烘焙反应器的顶部,所述半焦出口装置设在所述烘焙反应器的底部,所述烘焙反应器的内部设有间接换热管束,所述间接换热管束的底部进口与所述烟气出口相连,所述间接换热管束的顶部出口设在所述烘焙反应器的外部;所述烘焙反应器的内部靠下部位还设有旋转炉篦。

3.如权利要求2所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述生物质进口装置包括相连的进口仓和生物质闭锁仓,所述生物质闭锁仓的顶部和底部分别设有锁斗,所述生物质闭锁仓的底部与所述烘焙反应器的顶部相连;所述半焦出口装置包括相连的半焦闭锁仓和出口仓,所述半焦闭锁仓的顶部和底部分别设有锁斗,所述半焦闭锁仓的顶部与所述烘焙反应器的底部相连。

4.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述半焦成型子系统包括螺旋输送机、破碎机和挤压造粒机,所述螺旋输送机的一端与所述半焦出口装置对应设置,所述螺旋输送机的另一端与所述破碎机对应设置,所述破碎机与所述挤压造粒机相连。

5.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述半焦出口装置还通过输送管道与所述燃烧器相连用于提供燃料;所述燃烧器还设有补充燃料入口。

6.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述挥发分出口与所述气液分离器之间的管路流经空气预热器,所述空气预热器设有空气进口和空气出口,所述空气出口连接至所述燃烧器。

7.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述挥发分出口与所述气液分离器之间的管路还流经分离气预热器,所述第一管路流经所述分离气预热器、经预热后通入所述燃烧器。

8.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述第一管路上设有第一阀门;所述第二管路上设有压缩机和第二阀门。

9.如权利要求1-3中任一项所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述烟气出口和所述烘焙反应器之间的管路流经烟气换热器,所述第二管路上设有分支管路,所述分支管路流经所述烟气换热器后通入所述燃烧器;所述分支管路上设有第三阀门。

10.如权利要求2所述的生物质气压烘焙造粒系统,其特征在于,所述第二管路连接至所述烘焙反应器的底部,且位于所述旋转炉篦的下方。


技术总结
本技术属于生物质烘焙相关技术领域,其公开了一种生物质气压烘焙造粒系统,包括烘焙反应器,烘焙反应器的半焦出口装置与半焦成型子系统相连;烘焙反应器的挥发分出口连接至气液分离器,气液分离器设有分离气出口、焦油出口和冷凝水出口,分离气出口通过第一管路与燃烧器相连、通过第二管路与烘焙反应器相连以提供保压气体,焦油出口连接至燃烧器以提供燃料,燃烧器的烟气出口与烘焙反应器相连以提供烘焙热源。本技术设置气液分离器将烘焙挥发分中的水分分离出来,有利于燃烧器内燃烧的顺利进行且保证对烘焙反应器的供热;采用分离气作为烘焙反应器的保压气体,进一步从烘焙化学反应上促进生物质脱氧提质,提升脱氧提质效果。

技术研发人员:李显,石瑬,王祥曦,胡振中,罗光前,姚洪
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:20231222
技术公布日:2024/9/23
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