一种生物质热解气化与焦油催化裂解的装置与方法

摘要

一种生物质热解气化与焦油催化裂解的装置与方法属于生物质能利用技术领域。该装置包括料斗、进料系统、生物质热解气化系统、焦油催化裂解系统、流化床焦炭燃烧系统、热砂子分离系统、流化床催化剂再生系统、催化剂分离系统；其中生物质热解气化系统包含多个旋风反应分离器，用于生物质原料在气化介质下的高效气化反应获得富氢合成气，并使生物质原料充分反应；另外，焦油催化裂解系统包含多个旋风反应分离器，用于焦油的高效催化裂解，使焦油充分反应从而获得极低焦油含量的富氢合成气，并使失活催化剂及时排出催化反应系统。该装置通过引入多级旋风反应分离器，可实现生物质高效气化以及焦油的高效转化，从而获得低级焦油含量的富氢合成气。

主权项

一种生物质热解气化与焦油催化裂解的装置，包括料斗（1）、进料系统（2）、生物质热解气化系统（3）、焦油催化裂解系统（4）、流化床焦炭燃烧系统（5）、热砂子分离系统（6）、流化床催化剂再生系统（7）、催化剂分离系统（8），其特征在于：所述料斗（1）的出口与进料系统（2）的入口相连；流化床焦炭燃烧系统（5）的底部与鼓风机相连，直接供入过量空气，其侧壁下端还有一个入口用于补充新砂子；热砂子分离系统（6）包括两级旋风分离器，其中第一级旋风分离器（a）的进口与流化床焦炭燃烧系统（5）的出口相连，排气口与第二级旋风分离器（b）的进口相连，第二级旋风分离器（b）的出气口与流化床催化剂再生系统（7）的底部气体入口相连，排料口与集灰箱相连，直接收集飞灰；流化床催化剂再生系统（7）的侧壁下端设有一个入口用于补充新催化剂；催化剂分离系统（8）为单级旋风分离器，其进口与流化床催化剂再生系统（7）的出口相连；所述生物质热解气化系统（3）包括多个旋风反应分离器；所述的多个旋风反应分离器自上而下串联，定义最上面的旋风反应分离器为旋风反应分离器第一组第一单元（I），向下依次为旋风反应分离器第一组第二单元（II），······，旋风反应分离器第一组最末单元（N），其中，N为不小于2的整数；所述焦油催化裂解系统（4）包括多个旋风反应分离器；所述的多个旋风反应分离器自下而上串联，定义最下面的旋风反应分离器为旋风反应分离器第二组第一单元（i），向上依次为旋风反应分离器第二组第二单元（ii），······，旋风反应分离器第二组最末单元（n），其中，n为不小于2的整数；所述旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排料口与旋风反应分离器第一组第二单元（II）的进料口相连，旋风反应分离器第一组第二单元（II）的排气 口与旋风反应分离器第一组第一单元（I）的进气口相连；旋风反应分离器第一组第二单元（II）的排料口与旋风反应分离器第一组第三单元（III）的进料口相连，旋风反应分离器第一组第三单元（III）的排气口与旋风反应分离器第一组第二单元（II）的进气口相连，依次类推至旋风反应分离器第一组最末单元（N）；其中，旋风反应分离器第一组第一单元（I）的侧部还有两个进料口，其中一个进料口与进料系统（2）的出口相连，另一个进料口与热砂子分离系统（6）中第一级旋风分离器（a）的排料口相连，旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排气口与焦油催化裂解系统（4）中旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进气口相连；旋风反应分离器第一组最末单元（N）的排料口和进气口分别与流化床焦炭燃烧系统（5）的侧壁下端开口、旋风反应分离器第二组最末单位（n）的出气口相连；旋风反应分离器第二组第一单元（i）的排气口与旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的进气口相连，旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的排料口与旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进料口相连；旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的排气口与旋风反应分离器第二组第三单元（iii）的进气口相连，旋风反应分离器第二组第三单元（iii）的排料口与旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的进料口相连，依次类推至旋风反应分离器第二组最末单元（n）；其中，旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进气口和排料口分别与生物质热解气化系统（3）中旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排气口和流化床催化剂再生系统（7）的侧壁下端开口相连；旋风反应分离器第二组最末单元（n）的进料口与催化剂分离系统（8）的排料口相连，旋风反应分离器第二组最末单元（n）的排气口分为两路，一路与生物质热解气化系统（3）中旋风反应分离器第一组最末单元（N）的进气口相连，另一路直接收集极低焦油含量的富氢合成气。