[發明專利]生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置和方法

有效

• 申請號: 201110139350.2
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102226095A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 陳洪章;彭小偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/02;C10B57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征為：由固定床熱解反應器(1)、列管式冷凝器(8)、液體收集瓶(11)、二級冷凝系統(12)、和真空泵系統組成，固定床熱解反應器(1)由電加熱系統(111)供熱，通過溫控儀(3)和熱電耦(112)控制熱解溫度，由法蘭(113)密封，反應器內部有絲網筐(2)用于裝載熱解物料、底部接有氮氣保護系統，包括氮氣瓶(7)、流量計(6)、進氣閥(5)和氮氣預熱裝置(4)，列管式冷凝器(8)冷卻的液體通過一級冷凝管(18)進入液體收集瓶(11)，二級冷凝管(19)與二級冷凝系統(12)相連，一級冷凝管(18)和二級冷凝管(19)分別配有一級冷凝閥(9)和二級冷凝閥(10)，二級冷凝系統(12)浸泡在冰水(13)中，真空抽氣系統包括真空泵(17)、真空表(16)和干燥器(15)。

2.如權利要求1所述的一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征在于：絲網筐(2)為不銹鋼材質，網的孔徑為0.1mm-5mm，裝載熱解物料后放入反應器，其直徑比反應器內徑小5-10mm，高度是反應器的三分之一至十分之一。

3.如權利要求1所述的一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征在于：一級冷凝管(18)通過分叉與A號位和B號位2個液體收集瓶(11)相連，液體收集瓶用膠塞(14)密閉，方便更換液體收集瓶(11)，膠塞(14)上插有一級冷凝管(18)和二級冷凝管(19)使液體收集瓶(11)與二級冷凝系統(12)連通。

4.如權利要求1所述的一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征在于：裝置配有10-50個液體收集瓶(11)，A號位和B號位的液體收集瓶(11)輪流收集熱解液，當A號位收集時與A號位液體收集瓶相通的冷凝閥開啟，同時關閉與B號位液體收集瓶相通的冷凝閥；當B號位收集時與B號位液體收集瓶相通的冷凝閥開啟，同時關閉與A號位液體收集瓶相通的冷凝閥，實現熱解液分步收集。

5.如權利要求1所述的一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征在于：干燥器(15)內的干燥劑為氧化鈣、氧化鋁或無水硫酸鎂。

6.如權利要求1所述的一種生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的裝置，其特征在于：溫控儀(3)有程序升溫功能，升溫速率為10℃/min-150℃/min。

7.利用權利要求1所述的裝置進行生物質梯度熱解、分步收集制備燃料和化學品的方法，包括以下步驟：

(1)將生物質裝入絲網筐中，再將裝有生物質的絲網筐放入反應器，將法蘭擰緊封閉反應器，連接氮氣保護系統、冷凝系統和真空泵系統，檢查裝置系統的氣密性；

(2)開啟真空泵，排除反應器內的空氣，開啟氮氣進氣閥輔助空氣排除；

(3)開啟溫控儀，設置梯度升溫程序，設置升溫速率為10℃/min-150℃/min，在150-650℃溫度范圍內設置5-10個熱解溫度，每個溫度的熱解時間為5-30min；

(4)梯度升溫程序設置完備后啟動程序升溫，開始熱解；

(5)開啟氮氣預熱裝置，使氮氣進入熱解反應器的溫度為150-600℃，氮氣流量為10-1000ml/min；

(6)開始有熱解液流出時，通過A號位和B號位的液體收集瓶切換分步收集熱解液，液體收集瓶更換的時間為2-20min，更換液體收集瓶的方法為：當A號位收集時與A號位液體收集瓶相通的冷凝閥開啟，同時關閉與B號位液體收集瓶相通的冷凝閥，用空瓶更換B號位的液體收集瓶，當A號位收集好后，關閉與A號位液體收集瓶相通的冷凝閥，開啟B號位液體收集瓶相通的冷凝閥，B號位開始收集熱解液，用空瓶更換A號位液體收集瓶，這樣不斷更換A號位和B號位的收集瓶，實現分步收集；

(7)分步收集到的液體分別進行分離純化，制備得到燃料和化學品。