1.本实用新型属于固体废物资源化利用及新能源技术领域，具体涉及一种循环流化床快速热解分级制冷式生物质制油系统。
背景技术：
2.能源和环境问题成为当前世界各国共同关注的焦点。伴随着化石能源的枯竭和环境恶化的双重压力下，开发清洁的可再生能源已经成为当前全球紧迫的问题。作为零排放的“绿色”可再生能源：生物质能源，占世界能源总消耗的14％，仅次于石油、煤炭和天然气。生物质能的载体是生物质。生物质具有特殊的成分，富含有机质，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、类脂物、蛋白质、单糖、淀粉、水分、灰分和其它化合物。据专家估算，地球上每年生长的生物能总量约1400
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1800亿吨(干重)，相当于目前世界总能耗的10倍。生物质能源资源丰富、潜力巨大，在理想状态下地球上的生物质潜力可达到现实能源消费的180～200倍。许多国家都对生物质能的开发利用尤为重视，比如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，多年来一直在进行各自的研究，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系。
3.生物质转化为能源的方式有很多种，其转化方式可根据生物质的类型、生物质产量、利用方式、环境要求、当地经济状况和项目的特别要求而定，在一般情况下，最终能源的需求方式起了决定性作用，再者是生物质的类型和数量。当前主要采用三种利用与转化技术:物理转化技术、热化学转换技术和生物化学转换技术。
4.生物质热解是在完全无氧或缺氧的条件下热裂解为高能量密度的气体、液体(生物油)和固体产物的过程。热解得到的合成气可以作为燃料，也可以作为化工原料；生物油可以催化合成为更高级的燃料油；固体半焦不仅可以作为燃料或进行气化利用，而且经过活化后还可以作为活性炭使用。同时，热解也是燃烧和气化必不可少的初始阶段。生物质快速热解技术的目标产物主要是液体产物——生物油。生物油后续需要通过蒸馏分离进一步提质。
5.针对现有的生物质热解生产状况，降低生产能耗是目前主要需要解决的问题。
技术实现要素：
6.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可实现生产余热循环利用和自产气体循环利用，从而能降低生产能耗的循环流化床快速热解分级制冷式生物质制油装置。
7.本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现:
8.一种循环流化床快速热解分级制冷式生物质制油系统，其特征在于：包括给料装置、循环流化床、旋风分离器、多级冷凝出油装置、流化床流化气供应系统；
9.所述给料装置包括螺旋给料器和料斗，所述料斗的出料口与螺旋给料器上设置的落料口固定连接；
10.所述循环流化床的内部设置有流化腔，在循环流化床的底部设置有与流化腔连通的气室，气室下端设置有进气口，在循环流化床的侧壁设置有进料口和返料口并均与流化腔连通，所述进料口与螺旋给料器的出料口固定连接；在循环流化床顶部设置有流化气出口；
11.所述旋风分离器为外部设置有保温结构的保温式旋风分离器，在旋风分离器的侧部设置有进气口、顶部设置有排气口、底部设置有固定物料出口；旋风分离器的进气口与循环流化床的流化气出口之间连接有保温管路，所述固体物料出口与循环流化床的返料口通过返料管腿连接；
12.所述多级冷凝出油装置由多级冷凝式气液分离单元依次串接构成，每级冷凝式气液分料单元由上下连接的冷凝器和气液分料器构成，冷凝器的顶部设置有进气口、气液分离器的上端侧部设置有出气孔，气液分离器的下端设置有出液口并连接出液管路；其中，第一级冷凝式气液分料单元的进气口与旋风分离器顶部的排气口之间连接有保温管路；由第一级至最后一级的冷凝式气液分离单元之间，前一级的排气口与下一级的进入口之间通过输送管路连接；
13.所述流化床流化气供应系统包括存储惰性气体的钢瓶、两个气体缓冲罐、风机、气体预热器；所述钢瓶、其中一气体缓冲罐、气体预热器及气室的进气口依次通过输气管道连接，构成初始运行供气单元；多级冷凝出油装置的最后一级的冷凝式气液分离单元的出气孔、另一气体缓冲罐、风机、气体预热器及气室的进气口依次通过输气管道连接，形成循环供气单元。
14.进一步的：在每级多组冷凝式气液分离单元的出液管路上均安装有排油控制阀。
15.进一步的：在每级冷凝式气液分料单元的冷凝介质输入管路上均安装有转子流量计。
16.进一步的：两个气体缓冲罐的出气口通过两根支路与干路的连接管路与气体预热器的进气口连接，在其中的干路上串装有调节阀和转子流量。
17.进一步的：在两个气体缓冲罐的进气口处、干路上位于转子流量计的出气口后部、气体预热器与气室的进气口之间的连接管路上位于气体预热器的后部均安装有一压力表。
18.进一步的：所述钢瓶为两个，均为氮气钢瓶，两钢瓶的出气端通过两支路和干路的连接结构与所述其中一气体缓冲罐的进气口连接，在该两支路上分别安装有一减压阀。
19.本实用新型具有的优点和积极效果：
20.本实用新型采用多级冷凝式气液分离单元进行串接的结构，形成了分级制冷，减少了后期蒸馏分离需要的能量。
21.本实用新型通过旋风分离器将产物进行气固分离，会产生一部分固体颗粒——生物炭。由于生物炭温度比较高，直接排放会造成一部分能量浪费，而通过返料管腿，将生物炭返回流化室，实现了生物炭热能的回收利用，有利于降低生产成本。
22.本实用新型通过循环供气单元将未冷凝的自产惰性气体返回至流化腔内，作为流化气使用，一方面实现了自产惰性气体的余热的利用，另一方面可切断外供的惰性气体，从而节约了流化气和能量。
附图说明
23.图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
25.一种循环流化床快速热解分级制冷式生物质制油系统，请参加图1：包括给料装置、循环流化床、旋风分离器、多级冷凝出油装置、流化床流化气供应系统。
26.所述给料装置用于将生物质物料输送至循环流化床，主要包括螺旋给料器和料斗3，螺旋给料机主要包括电动机2、变频器1、螺杆5和套筒4。变频器用于控制电动机，电动机驱动螺杆，螺杆伸入到套筒内，在套筒侧壁上设置有落料口，所述料斗的出料口与螺旋给料器上设置的落料口固定连接，实现将生物质物料输入到套筒内，通过螺杆的旋转，推动生物质物料向前输送。
27.所述循环流化床实现生物质热解反应的装置，其内部设置有流化腔。所述循环流化床主要由流化床主体6和由内至外依次设置在流化床主体外的电加热瓦片7、耐高温保温棉层8和不锈钢外罩9构成，在流化床主体内还设置有测温管10。在循环流化床的底部设置有与流化腔连通的气室27，气室下端设置有进气口，用于输入惰性气体，比如氮气，为流化腔创造无氧或缺氧环境。在循环流化床的侧壁设置有进料口和返料口并均与流化腔连通，所述进料口与螺旋给料器的出料口固定连接，实现将生物质物料输送至流化腔的底部。在循环流化床顶部设置有流化气出口，实现流化产气的排出。
28.所述旋风分离器为外部设置有保温结构的保温式旋风分离器。具体的，可在旋风分离器本体12的外部由内至外依次设置电热圈层13、保温棉层14和外不锈钢罩层15。在保温状态下，实现产气及混合于产气中的生物质炭颗粒的分离。在旋风分离器的侧部设置有进气口、顶部设置有排气口、底部设置有固定物料出口，输出分离出的生物质炭颗粒。所述进气口与循环流化床的流化气出口之间连接有保温管路11，所述固体物料出口与循环流化床的返料口通过返料管腿连接，实现将带有余热的生物质炭颗粒返回至流化腔内，因生物质炭颗粒含有余热，余热可用于进入流化腔内的生物质热解反应使用，实现了生物炭能量的回收利用。
29.所述多级冷凝出油装置由多级冷凝式气液分离单元依次串接构成，每级冷凝式气液分料单元由上下连接的冷凝器17和气液分料器18构成，冷暖器可采用外盘绕管式的水冷结构。冷凝器的顶部设置有进气口、气液分离器的上端侧部设置有出气孔，气液分离器的下端设置有出液口并连接出液管路19，实现生物油的排出。其中，第一级冷凝式气液分料单元的进气口与旋风分离器顶部的排气口之间连接有保温管路16。由第一级至最后一级的冷凝式气液分离单元之间，前一级的排气口与下一级的进入口之间通过输送管路连接。
30.所述流化床流化气供应系统包括存储惰性气体的钢瓶25、两个气体缓冲罐、风机23、气体预热器24。所述钢瓶、其中一气体缓冲罐22、气体预热器及气室的进气口依次通过输气管道连接，构成初始运行供气单元，实现初始运行阶段将钢瓶内的惰性气体输送至流化室。多级冷凝出油装置的最后一级的冷凝式气液分离单元的出气孔、另一气体缓冲罐、风机、气体预热器及气室的进气口依次通过输气管道连接，形成循环供气单元。这样，在本系
统进入正常工作状态后，生物质热解反应产生的惰性气体可用来给流化腔供气，此时断开初始运行供气单元，通过自产的惰性气体就可维持正常的生产过程，其中，设置于初始运行供气单元的气体缓冲罐具有一定稳压作用，而设置于循环供气单元的气体缓冲罐有一定的储存作用。
31.上述结构中，进一步的：在每级多组冷凝式气液分离单元的出液管路上均安装有排油控制阀20，实现定期进行排油。
32.上述结构中，进一步的：在每级冷凝式气液分料单元的冷凝介质输入管路上均安装有转子流量计21，用于监测冷凝介质的流量，以便于实现对冷凝温度的控制。
33.上述结构中，进一步的：两个气体缓冲罐的出气口通过两根支路与干路的连接管路与气体预热器的进气口连接，在其中的干路上串装有调节阀和转子流量，以实现输入惰性气体流量的监控和调节，
34.上述结构中，进一步的：在两个气体缓冲罐的进气口处、干路上位于转子流量计的出气口后部、气体预热器与气室的进气口之间的连接管路上位于气体预热器的后部均安装有一压力表，以实现在惰性气体的输入管路上，各关键位置处的压力监测。
35.上述结构中，进一步的：所述钢瓶为两个，均为氮气钢瓶，两钢瓶的出气端通过两支路和干路的连接结构与其中气体缓冲罐的进气口连接，在该两支路上分别安装有一减压阀26。根据实际的生产情况，两钢瓶可同时开启，也可一用一备。
36.除上述主要技术特征外，在流化床外部、两段保温管路外部、旋风分离器的保温结构的外部及气体预热器的外部均设置有控温表，同时在在气体预热器与气室的进气口之间的连接管路上、在测温管的顶部、在旋风分离器的排气口处均设置有测温表。
37.尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。