解耦固载体双循环反应系统主要由燃料反应单元、提质单元、提升燃烧单元和循环床料颗粒分级单元构成，其中燃料反应单元可采用移动床反应器或流化床反应器两种模式；提质单元可采用径向移动床反应器或逆流移动床反应器两种模式；提升燃烧单元采用快速流化床反应器；循环床料颗粒分级单元采用气流沉降结合旋风分离方式；提质单元反应器兼作为移动颗粒层除尘器。

如图1所示，通过颗粒分级单元，不同粒径（或密度）和功能的循环固载体被分配到燃料反应器和提质反应器，实现燃料反应和反应产物提质双循环，其中燃料反应单元和提质单元的反应气氛与提升燃烧单元隔离。该系统适用于多子过程/反应的解耦-优化-耦合集成，特别是用于生物质和包括劣质褐煤在内的低阶原料热化学转化，过程集约，条件温和，定向调控，环境友好。

 

图1  解耦固载体双循环反应系统原理图

PGC: Particle Grading Cyclone;  B-HCPs: Big Heat Carrier Particles; 

                              S-HCPs: Small Heat Carrier Particles

 

图2  0.5kg/h 解耦固载体双循环反应系统装置流程图和现场照片

1. Air compressor 2. Rotameter 3. Air preheater 4. Circulating particle rotary valve 5. Supplement particle rotary valve 6. Riser combustor 7. Particle grading cyclone 8. Grading gas preheater

9. Cyclone 10. Small particle tank 11. Big particle tank 12. Particle rotary valve 13. Pyrolyzer

14. Moving granular filter 15. Feeder with entraining gas 16. Fluidizing gas preheater 17. Mass

flowmeter 18. N₂ cylinder 19. Condenser 20. Solvent adsorption trap 21. Glass wool filter

 22. Piston pump 23. Wet gas meter

 

 

核心技术：

• 固载体颗粒分级技术，实现不同粒径（或密度）和功能固载体颗粒的定向分配和双循环。

• 动态快速混合技术，配合移动床热解反应器使用，实现热载体和粉体原料快速混合与传热。

• 移动颗粒层除尘技术，实现含尘热解挥发分的高效原位热除尘。