本實用新型創造屬于生物質熱解技術領域，主要是一種基于蓄熱式輻射管加熱的生物質熱解和催化裂解系統，以制取清潔可燃氣。

背景技術：

生物質能是地球第四大資源，同時也是儲量最大的可再生能源。生物質具有分布廣泛、儲量豐富、可再生性、低污染性等特點，是最具潛力的化石能源替代能源之一。目前，生物質能的能源化利用方式主要以發酵生產燃料、沼氣，氣化，快速熱解，炭化為主。其中，發酵生產燃料、沼氣主要應用草本植物，該技術生產周期長，產率較低等缺點限制其發展；氣化生產燃氣技術則由于燃氣熱值低，多應用于發電、工業供氣方面，有一定的局限性；炭化技術得到的產品主要以固體生物炭為主，難以替代化石能源規?；瘧?；快速熱解是指在無氧或限氧的條件下，將生物質快速升溫至550℃左右，生成生物油、生物炭和熱解氣的過程。熱解技術是唯一一種將生物質能源直接轉化為液體燃料的技術。然而，經過熱解技術得到的生物油組分極為復雜，pH值較低、含氧量高、熱穩定性較差、粘度大等缺點使得生物油難以直接利用和儲存。此外，生物油的后處理過程復雜、效果不佳且成本較高，使其難以工業化應用。因此，如何設計一種高效除塵、系統結構和工藝流程都簡單的系統成為本領域亟需解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術的不足，設計并開發出一種生物質蓄熱式下行床熱解和催化裂解反應系統，該反應系統可進行熱解和裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行深度催化裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應器可產生大量的裂解氣，從而避免了生產熱解油難以利用的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

有鑒于此，本實用新型提供了一種生物質熱解和催化裂解系統。根據本實用新型的實施例，該系統包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口, 所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上，以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；

催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；

連通構件，所述連通構件設置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣旋風分離器連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。

發明人發現，根據本實用新型實施例的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，生物質利用率高，節省建造成本和占地面積。而且該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。

根據本實用新型的實施例，所述連通構件為設置在所述隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶；或者，所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。

根據本實用新型的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。

根據本實用新型的實施例，該系統進一步包括：氣化爐，所述氣化爐一端與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口相連，另一端與所述半焦輸送裝置相連。

根據本實用新型的實施例，該系統還可以包括：加料斗；第二進料裝置，其與所述加料斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；干燥旋風分離器，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述干燥旋風分離器相連接。

根據本實用新型的實施例，催化劑加入裝置可以包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；至少一個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；優選的，所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；優選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥。

根據本實用新型的實施例，所述熱解料斗通過所述第一進料裝置與所述進料口相連；進一步還包括半焦出口，其設置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。

在本實用新型的另一個方面，本實用新型提供了一種利用前面所述的系統進行熱解和催化裂解的方法。

根據本實用新型的實施例，該方法包括以下步驟：a.將顆粒生物質通過所述第一進料裝置及所述進料口加入到所述反應器中，在所述反應器的所述熱解室中完成熱解過程；b.熱解產生的油氣通過所述反應器隔熱磚墻上設置的所述連通構件，進入到所述反應器的所述裂解室；c.熱解產生的油氣進入到所述裂解室內，所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內完成裂解過程，產生裂解氣；d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進入到所述裂解氣旋風分離器中，對所述裂解氣進行除塵凈化處理，經所述裂解氣旋風分離器分離下來的細塵通過所述半焦輸送裝置進入所述氣化爐氣化；e.經過除塵后的裂解氣進入所述噴淋塔中，對裂解氣進行洗滌凈化處理；f.經過凈化的凈裂解氣進入所述燃氣罐中儲存。

根據本實用新型的實施例，所述步驟a中，所述顆粒生物質從所述反應器上部的進料口加入到所述反應器中，并被所述反應器內的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應器底部的半焦出口排出；所述顆粒生物質被所述反應器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，熱解油氣被所述反應器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到600-900℃，所述步驟c中，所述催化劑通過所述催化劑噴射件均勻地噴灑于所述裂解室中；

根據本實用新型的實施例，所述顆粒生物質的粒度為20mm以下。

本實用新型至少具有以下有益效果：

1）采取蓄熱式輻射管移動床工藝，反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好；

2）能夠處理20mm以下的生物質，原料利用率高，適于推廣；

3）反應器分為熱解室和裂解室，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，可燃氣體產率高，避免了生產熱解油難以利用的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用；

4）裂解氣中氫氣含量高，品質好；

5）一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，節省建造成本和占地面積。

附圖說明

圖1為本實用新型熱解和催化裂解系統的結構圖。

圖2為本實用新型熱解和催化裂解系統的反應器結構圖。

圖3為本實用新型隔熱磚墻的正視圖。

其中，1、加料斗；2、氣流干燥器；3、蓄熱式移動床反應器；4、干燥旋風分離器；5、熱解料斗；6、尾氣引風機；7、尾氣凈化裝置；8、螺旋進料器；9、裂解氣旋風分離器；10、噴淋塔；11、燃氣引風機；12、燃氣罐； 13、氣化爐；14、螺旋輸送機；15、催化劑料斗；16、催化劑噴出管道；17、蓄熱式輻射管；18、隔熱磚墻；19、連通構件；20、催化劑主管；21、催化劑支管；22、熱解室；23、裂解室；24、裂解氣出口；25、燃氣入口；26、煙氣出口；27、空氣入口；28、半焦出口； 29、進料口。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。

本實用新型提供了一種生物質熱解和催化裂解系統。根據本實用新型的實施例，參照圖1所示，該系統包括：熱解料斗5；第一進料裝置8，所述第一進料裝置與所述熱解料斗5連接；熱解和裂解反應器3，其包括：進料口29、熱解室22、裂解室23、裂解氣出口24、蓄熱式輻射管17、隔熱磚墻18、催化劑加入裝置和連通構件19，其中，所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上，所述隔熱磚墻18豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室，所述催化劑加入裝置其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中，所述連通構件19設置在所述隔熱磚墻18的下部，用于將熱解室產生的油氣，通過所述連通構件，通入到所述裂解室；裂解氣旋風分離器9，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連；噴淋塔10，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃氣罐12，所述燃氣罐與所述噴淋塔連接。

發明人發現，根據本實用新型實施例的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，生物質利用率高，節省建造成本和占地面積。而且該反應器采用了蓄熱式輻射管17加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。

根據本實用新型的具體實施例，適用于該反應器的生物質的粒徑不受特別限制，在本實用新型的一些優選實施例中，該反應器采用的生物質為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小顆粒生物質，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環境的問題。

根據本實用新型的具體實施例，適用于該系統的爐型不受特別限制，可以是蓄熱式移動床3也可以是其它類型，如非蓄熱式或非移動式等，只要能通過隔熱磚墻一體化的分割為熱解室和裂解室即可。

根據本實用新型的具體實施例，參照圖2所示，反應器內部有沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部的蓄熱式輻射管，每層蓄熱式輻射管具有多根蓄熱式輻射管，且沿水平方向間隔布置。根據本實用新型的實施例，所述熱解室和裂解室內分別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對熱解料和裂解室內的油氣進行加熱，使其進行熱解和裂解反應，具體地，可以向蓄熱式輻射管內通入可燃氣和空氣，使可燃氣燃燒實現對熱解料的加熱功能。該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，溫度分布均勻，加熱效果好，反應系統結構簡單，操作方便，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。

在反應器中，生物質自上而下運動，熱解室中設置的均勻布置的單向蓄熱式輻射管可以將生物質打散使其均勻分布，生物質在反應器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600℃，管壁溫度利用燃氣調節閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過程，熱解產生的油氣，通過反應器下部格子磚的開口，進入到裂解室，裂解室中設置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管，并加熱到600-900℃，管壁溫度利用燃氣調節閥控制在600～900℃范圍，同時催化劑加入裝置中的催化劑通過催化劑噴出管道16噴灑進入裂解室，裂解室中設置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管，完成催化裂解過程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，產生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用。根據本實用新型的實施例，蓄熱式輻射管的形狀不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，可以為圓柱形，由此有利于生物質的打散，實現混合生物質在反應器中的均勻分散。

根據本實用新型的具體實施例，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置14和噴淋塔相連。因而，裂解氣通過裂解氣出口，進入裂解氣旋風分離器中除塵，除塵后的裂解氣進入噴淋塔中洗滌進一步凈化，同時裂解氣旋風分離器分離下來的細塵，通過半焦輸送裝置送入氣化爐13，氣化氣可生產人造天然氣，循環利用，環保高效。

根據本實用新型的具體實施例，連通構件的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產生的油氣通入到裂解室即可。在本實用新型的一些實施例中，圖3為從反應器的左向右看時，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構件可以為設置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構件也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優選情況下，所述開口的高度為3-15cm。

根據本實用新型的具體實施例，隔熱磚墻設置在反應器內，優選的，位于反應器橫向寬度的2/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應器內，將反應器的內部空間分隔成熱解室和裂解室，該結構使得在一個爐體內設置了熱解室和裂解室，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，產生大量的裂解氣，從而避免了生產熱解油含塵的問題。并且，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，節省建造成本和占地面積。

根據本實用新型的實施例，該系統可以進一步包括：分別與蓄熱式輻射管的燃氣入口和半焦輸送裝置相連的氣化爐。由此，可以利用半焦輸送裝置將熱解室中熱解產生的半焦輸送至氣化爐中，對半焦進行氣化處理，以獲得可燃氣和灰渣，得到的可燃氣可以通入蓄熱式輻射管中，同時向蓄熱式輻射管中通入空氣，使可燃氣燃燒對熱解室中的物料進行加熱。由此，可以對半焦進行充分的利用，不造成浪費， 經濟性好。

根據本實用新型的具體實施例，所述反應器設有燃氣入口25、空氣入口27以及煙氣出口26，其中，燃氣入口和煙氣出口分別與蓄熱式輻射管連接，分別用于通入可燃氣和排出煙氣，空氣入口分別與氣源和蓄熱式輻射管連接，用于將氣源產生的空氣通入蓄熱式輻射管中。

根據本實用新型的具體實施例，該系統可以進一步包括：加料斗1；與加料斗相連的第二進料裝置8；分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接的干燥裝置；分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接的干燥旋風分離器4；與所述干燥旋風分離器相連接的尾氣凈化裝置7。由此，可以通過第二進料裝置將加料斗中的生物質加入干燥裝置2中，在干燥裝置中，生物質在來自熱解室中的蓄熱式輻射管17的煙氣(溫度約為200～250攝氏度)的作用下進行干燥，然后干燥后的生物質和煙氣的混合物進入干燥旋風分離器4，分離獲得的煙氣(溫度約為70～110攝氏度)進入尾氣凈化裝置中進行凈化處理，以實現達標排放，分離獲得的熱解料輸送至熱解料斗中，用于進行熱解反應。

根據本實用新型的實施例，第二送料裝置的具體種類不受特別限制，只要適用于將加料斗中的生物質輸送至干燥裝置中即可。在本實用新型的一些實施例中，第二送料裝置可以為螺旋進料器8。由此，能夠實現對生物質的自動化輸送，且輸送量可控，設備結構簡單，操作方便。

根據本實用新型的實施例，干燥裝置的具體種類不受特別限制，只要能夠實現對生物質的干燥和預熱的功能即可。在本實用新型的一些實施例中，干燥裝置可以為氣流干燥器，由此，生物質在煙氣的作用下進行干燥和提升，干燥后的生物質和煙氣的混合物排出氣流干燥器2，有利于后續步驟進行。在干燥裝置中，在對熱解料進行干燥的同時，還實現了預熱的功能，有利于提高后續熱解反應的速率和效率，且熱解室中采用蓄熱式輻射管17排出的煙氣對生物質進行干燥和預熱，實現了熱能的綜合利用，有效減少了能耗，達到了節能環保的目的。

根據本實用新型的實施例，在干燥旋風分離器4和尾氣凈化裝置之間還可以進一步設置有尾氣引風機6，尾氣引風機可以快速、有效地將干燥旋風分離器中分離獲得的煙氣輸送至尾氣凈化裝置中，有利于提高工作效率。

根據本實用新型的實施例，該系統還可以包括：在噴淋塔10和燃氣罐12之間還可以進一步設置有燃氣引風機11，燃氣引風機可以快速、有效地將噴淋塔中經過凈化獲得的天然氣輸送至燃氣罐中進行存儲，進一步地，得到的裂解氣可以進一步用于制備LNG或LNP。發明人發現，利用該系統可以顯著提高裂解氣的收率，有足夠的氣體用于生產液化天然氣(LNG)或液化石油氣(LPG)，經濟效益好。

根據本實用新型的具體實施例，催化劑加入裝置包括：催化劑料斗15；催化劑主管20，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管21，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；至少一個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；優選的，所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管17的層間；優選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道16上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥。

根據本實用新型的實施例，采用的催化劑的種類和粒徑不受特別限制，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇。在本實用新型的一些實施例中，該系統采用的催化劑可以為白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用；催化劑的粒徑可以為不大于0.5 毫米；由此，催化效率較高，對油頁巖的熱解和催化裂解的提油程度較高，天然氣收率較高。

根據本實用新型的具體實施例，所述熱解料斗通過第一進料裝置與進料口相連；進一步還包括半焦出口，其設置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。第一進料裝置的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解料斗中的生物質有效地輸送至反應器中即可。在本實用新型的一些實施例中，第一進料裝置可以螺旋進料器8。由此，能夠實現對生物質的自動化輸送，輸送量可控，且設備結構簡單，操作方便。半焦輸送裝置的具體種類不受特別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機，優選情況下，半焦輸送機可以為螺旋輸送機14。由此，能夠實現對半焦的自動化輸送，且輸送量可控，設備結構簡單，操作方便。

在本實用新型的另一個方面，本實用新型提供了一種利用前面所述的系統進行熱解和催化裂解的方法。根據本實用新型的實施例，該方法可以包括以下步驟：

a.將顆粒生物質通過所述第一進料裝置及設置在所述熱解室的頂壁上的進料口加入到所述反應器中，在所述反應器的所述熱解室中完成熱解過程，熱解半焦從反應器底部的半焦出口排出，并經半焦輸送裝置排出。

根據本實用新型的具體實施例，適用于該反應器的生物質的粒徑不受特別限制，在本實用新型的一些優選實施例中，該反應器采用的生物質為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小顆粒生物質，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環境的問題。

根據本實用新型的具體實施例，第一進料裝置的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解料斗中的生物質有效地輸送至反應器中即可。在本實用新型的一些實施例中，第一進料裝置可以螺旋進料器8。由此，能夠實現對生物質的自動化輸送，輸送量可控，且設備結構簡單，操作方便。

根據本實用新型的具體實施例，所述熱解室內分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布，具體的，單向蓄熱式輻射管可以將生物質打散使其均勻分布，生物質在反應器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600℃，管壁溫度利用燃氣調節閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過程。

根據本實用新型的實施例，在將生物質加入熱解料斗之前，還可以預先對生物質進行干燥處理，例如，可以采用蓄熱式輻射管排出的煙氣對生物質進行干燥和預熱處理，由此，能夠除去生物質中的水分，有利于提高熱解效率。根據本實用新型的實施例，該熱解方法還可以包括對干燥后的煙氣進行凈化處理的步驟，以使尾氣達標排放，減少環境污染。

根據本實用新型的實施例，半焦輸送裝置的具體種類不受特別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機14，優選情況下，半焦輸送機可以為螺旋輸送機14。由此，能夠實現對半焦的自動化輸送，且輸送量可控，設備結構簡單，操作方便。

b.熱解產生的油氣通過所述反應器隔熱磚墻上設置的所述連通構件，進入到所述反應器的所述裂解室。

根據本實用新型的具體實施例，隔熱磚墻設置在反應器內，優選的，位于反應器橫向寬度的2/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應器內，將反應器的內部空間分隔成熱解室和裂解室，該結構使得在一個爐體內設置了熱解室和裂解室，熱解室產生的油氣，可以進入裂解室進行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，產生大量的裂解氣，從而避免了生產熱解油含塵的問題。并且，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，節省建造成本和占地面積。

根據本實用新型的具體實施例，連通構件的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產生的油氣通入到裂解室即可。在本實用新型的一些實施例中，圖3為從反應器的左向右看時，隔熱磚墻18的正視圖，如圖3所示，連通構件可以為設置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構件也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優選情況下，所述開口的高度為3-15cm。

c.熱解產生的油氣進入到所述裂解室內，所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內完成裂解過程，產生裂解氣。

根據本實用新型的具體實施例，所述裂解室內分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布，具體的，并加熱到600-900℃，管壁溫度利用燃氣調節閥控制在600～900℃范圍，完成熱裂解過程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，產生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了生物質的清潔高效利用。

根據本實用新型的實施例，采用的催化劑的種類和粒徑不受特別限制，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇。在本實用新型的一些實施例中，該系統采用的催化劑可以為白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用；催化劑的粒徑可以為不大于0.5 毫米；由此，催化效率較高，對油頁巖的熱解和催化裂解的提油程度較高，天然氣收率較高。

d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進入到所述裂解氣旋風分離器9中，對所述裂解氣進行除塵凈化處理，經所述裂解氣旋風分離器9分離下來的細塵通過所述半焦輸送裝置進入所述氣化爐13氣化。

根據本實用新型的具體實施例，所述裂解氣旋風分離器分別與所述裂解氣出口、半焦輸送裝置和噴淋塔相連。因而，裂解氣通過裂解氣出口，進入裂解氣旋風分離器中除塵，除塵后的裂解氣進入噴淋塔中洗滌進一步凈化，同時裂解氣旋風分離器分離下來的細塵，通過螺旋輸送機送入氣化爐，氣化氣可生產人造天然氣，循環利用，環保高效。

e.經過除塵后的裂解氣進入所述噴淋塔中，對裂解氣進行洗滌凈化處理。

f.經過凈化的凈裂解氣進入所述燃氣罐中儲存。

根據本實用新型的實施例，該系統還可以包括：在噴淋塔和燃氣罐之間還可以進一步設置有燃氣引風機11，燃氣引風機可以快速、有效地將噴淋塔中經過凈化獲得的天然氣輸送至燃氣罐中進行存儲，進一步地，得到的裂解氣可以進一步用于制備LNG或LNP。發明人發現，利用該系統可以顯著提高裂解氣的收率，有足夠的氣體用于生產液化天然氣(LNG)或液化石油氣(LPG)，經濟效益好。

發明人發現，根據本實用新型實施例的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，可在裂解室進行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應系統可產生大量的裂解氣產品，避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。此外，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，生物質利用率高，節省建造成本和占地面積。而且該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。

下面對本實用新型的生物質熱解和催化裂解系統和方法的具體工作過程進行詳細描述，具體如下：

首先，將粒度≤20mm的原料生物質加入加料斗中，利用第二進料裝置8將儲存于加料斗1中的原料生物質加入氣流干燥器2中，同時蓄熱式輻射管17中排出的200～250攝氏度的煙氣通入氣流干燥器中，原料生物質在煙氣的作用下進行干燥和提升，接著煙氣和原料生物質的混合物排出氣流干燥器，進入干燥旋風分離器4中，分離獲得的煙氣(溫度約為70～110攝氏度) 排出干燥旋風分離器4，并在尾氣引風機6的作用下進入尾氣凈化裝置，進行凈化處理，凈化得到的符合排放標準的煙氣排空，干燥旋風分離器中分離得到的原料生物質排出干燥旋風分離器，并進入熱解料斗5中，然后利用第一送料裝置將儲存于熱解料中的原料生物質加入熱解反應器中，自上而下運動，停留約1～50分鐘，在均勻設置的蓄熱式輻射管(管壁溫度約為500～700攝氏度)的打散和加熱作用下，生物質均勻受熱升溫至500～600攝氏度，完成熱解反應，得到熱解油氣和半焦，同時催化劑料斗中的催化劑(包括但不限于白云石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用等)通過催化劑噴出管道16依次經催化劑主管20、催化劑支管21和催化劑噴射件經噴嘴均勻噴灑在裂解室中，與得到的熱解油氣混合通過隔熱磚墻18上的連通構件19進入裂解室進行深度催化裂解，半焦或其他固體雜質通過半焦輸送裝置輸送至氣化爐13中進行氣化處理，得到的可燃氣通入蓄熱式輻射管17用于對熱解反應器中的生物質進行加熱，氣化處理得到的灰渣排出氣化爐13，裂解室中裂解得到的裂解氣體通過裂解氣出口24進入裂解氣旋風分離器9中除塵，除塵后的裂解氣進入噴淋塔10中洗滌進一步凈化，洗滌后的凈裂解氣經燃氣引風機11送入燃氣罐存儲，可用于生產人造天然氣等產品，同時裂解氣旋風分離器9分離下來的細塵，通過螺旋輸送機送入氣化爐13進行氣化，氣化得到的氣體可通入熱解室進行循環加熱利用，氣化后的灰渣排出。

下面詳細描述本實用新型的實施例。

實施案例：利用蓄熱式移動床熱解和催化裂解系統對松木屑進行處理，原料的基礎數據見表1。

表1：松木屑基礎數據

利用該反應系統處理松木屑，得到的氣體產品產率為68%，熱解焦油幾乎全部裂解為氣態產物，產氣率高。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、 或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。