[發明專利]超熱噴射生物質熱解系統

無效

• 申請號: 201010596350.0
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102071034A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 劉朝;李豪杰;姜亮;程元
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B19/00;C10B49/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及可再生能源利用領域，特別涉及到一種生物質熱解系統。

背景技術

生物質熱解技術已經成為現階段新能源開發研究的重點技術。與此同時，生物質熱解裝置也經歷了快速的發展。90年代，Twente大學開發了旋轉錐反應器。它通過加熱的旋轉錐產生離心力驅動熱砂和生物質，其中砂作為熱量傳遞的媒介，將燃燒室中的熱能傳遞給生物質。此種反應器體型龐大，系統復雜不利于實驗室研究。實驗室用小型熱解裝置主要采用電爐加熱，這種裝置將反應器（或反應管）置于電爐中，利用爐內高溫輻射給反應器能量，將樣品加熱到預定熱解溫度。這種方式的缺陷是：電爐升溫慢，反應器溫度與爐內壁溫度不一致。2008年浙江大學設計了氙燈加熱熱解裝置，此裝置將氙燈發出的強熱流光通過凹鏡聚焦（約5毫米光斑）在石英玻璃管上來加熱生物質原料，并配置液氮冷凝。工作時先將原料置于石英玻璃管中。此裝置能滿足快速升溫，快速冷凝的要求。但由于無法連續進樣，故不能連續工作。

因此急需一種既能快速升溫快速冷凝，又能連續進樣的生物質熱解系統。

發明內容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發明提出一種既能快速冷凝，又能連續進樣的生物質熱解系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的提供的超熱噴射生物質熱解系統，包括進樣裝置、反應裝置和冷凝裝置；

所述進樣裝置，用于將載氣生物質粉末輸送到的反應裝置；

所述反應裝置，對生物質粉末進行瞬間熱解；

所述冷凝裝置設置有真空腔，用于接收生物質粉末熱解后所產生的氣流，并在通過氣流在真空腔內進行絕熱膨脹而迅速降溫。

進一步，所述進樣裝置包括進氣管和脈沖閥，所述進氣管與脈沖閥相連，所述脈沖閥將從進氣管輸送來的載氣生物質粉末噴射入反應裝置；

進一步，所述反應裝置包括與脈沖閥連接的加熱管道，所述加熱管道對從脈沖閥噴射入的生物質粉末進行瞬間熱解；

進一步，所述反應裝置的加熱管道包括硅碳管和至少兩個石墨電極，所述脈沖閥與硅碳管連接；所述石墨電極與所述硅碳管電連接組成發熱體元件，所述硅碳管是經過碳化硅原料經加工制坯、高溫硅化、再結晶而成的棒狀非金屬高溫電熱組件，適合高溫伴有強烈化學反應的實驗環境；

進一步，所述反應裝置還包括防輻射罩，所述防輻射罩設置在硅碳管外部，所述防輻射罩為鋁防輻射罩；

進一步，所述脈沖閥的脈沖閥出口通過法蘭盤I與硅碳管一端連接，所述硅碳管的另一端為漸縮噴管，使氦氣流開始膨脹加速并降溫，所述硅碳管的另一端通過法蘭盤II與冷凝裝置連接，所述冷凝裝置主要是一個真空腔，依靠氣流的絕熱膨脹迅速降溫；

進一步，所述進樣裝置采用脈沖方式將載氣攜帶生物質粉末噴射入反應裝置；所述脈沖閥依靠閥體前后的壓力差釋放攜帶生物質粉末的脈沖氣流（氦氣），流速可達數數百米每秒，氣流快速通過高溫下的硅碳管，避免發生二次熱解反應；

進一步，所述硅碳管出口處為漸縮噴管結構；

進一步，所述石墨電極在硅碳管上通過滑動方式來調節硅碳管通電電阻長度，所述石墨電極接通電源后硅碳管內快速升溫（溫度區間為298K-1800K）將生物質粉末瞬間熱解；所述生物質粉末細度在100微米以下；所述生物質粉末與載氣的混合率在1/1000至1/10000之間；

進一步，還包括將進樣裝置和反應裝置罩于其中的用于保護脈沖閥及硅碳管的冷卻器，所述冷卻器上設置進水入口和排水出口；

進一步，所述冷卻器為通冷凝水的空腔不銹鋼外罩。

本發明的優點在于：

1.本發明提供的熱噴射生物質熱解系統由于采用的脈沖閥是根據閥體前后的壓力差來釋放脈沖氣流，氣流在硅碳管中進一步加速，流速可達數百米每秒，氣流快速通過高溫下的硅碳管，避免發生二次熱解反應；

2.由于反應裝置采用硅碳管和石墨電極，所以石墨電極接通電壓后硅碳管內快速升溫（溫度區間為298K-1800K）；

3.由于冷凝裝置是一個真空腔，利用氣流的絕熱膨脹而迅速降溫。

本發明的其它優點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其它優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

本發明另外的目的和優點將從下面參考附圖對實施例進行的詳細描述中變得顯而易見。

附圖說明

圖1為超熱噴射生物質熱解系統的結構示意圖；