[發明專利]一種生物質微波熱解氣化反應裝置

在審

• 申請號: 201410563749.7
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105586095A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 王鑫;張慶軍;劉繼華;張忠清
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種生物質微波熱解氣化反應裝置，其特征在于：包括料倉、微波熱解反應器、排灰罐、旋風分離器和氣體提升管；料倉一側連接螺旋加料器，另一側設置氣體出口，料倉下部出口通過星型閥門與微波熱解反應器頂部連接；微波熱解反應器一側器壁中部設置氣體出口，微波熱解反應器底部與排灰罐通過爐篦相隔，微波熱解反應器底部一側連接螺旋排渣器；旋風分離器內嵌于排灰罐中，上部與氣體提升管進口端相連，底端連接星型閥門；氣體提升管位于反應裝置的中軸線上，氣體提升管出口端與料倉通過氣體分布板相隔。

2.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：微波熱解反應器器壁上設置4~16個微波石英窗口，每個窗口對應一個微波發生器，單個微波發生器的功率為500~2000W，反應器內的功率密度為0.1×10⁵~10×10⁵W/m³。

3.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：微波熱解反應器采用縱向固定床，根據床層溫度區間，共分為預熱區、熱解區、氣化區和重整區；其中預熱區的溫度120~260℃、熱解區的溫度260~600℃、氣化區的溫度600~800℃、重整區的溫度800~1200℃。

4.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：氣體提升管貫穿料倉、微波反應器和旋風分離器，氣體提升管的內徑為反應器內徑的1/21~1/5，其中氣體進口端位于旋風分離器上部，而氣體出口端設置在料倉。

5.按照權利要求1或4所述的裝置，其特征在于：氣體提升管從微波反應器進入料倉時單管變為“Y”型雙管，Y型雙管的夾角為15~165°。

6.按照權利要求5所述的裝置，其特征在于：Y型雙管的內徑為反應器內徑的1/31~1/5。

7.按照權利要求5所述的裝置，其特征在于：Y型雙管的夾角為30~120°。

8.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：料倉底部斜面設置氣體分布板，垂直向上均勻布孔，氣體分布板兩側與氣體提升管相連。

9.按照權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的生物質微波熱解氣化反應裝置的工作過程如下：生物質原料通過螺旋加料器（A1）送入料倉（A）內，然后開啟星型閥門（A4），原料通過重力作用下落到微波熱解反應器（B），當微波熱解反應器充滿原料后開啟微波發生器（B1），通過連續調節各微波發生器的功率來實現預熱區、熱解區、氣化區和重整區的溫度精確控制；原料依次經過預熱區、熱解區、氣化區和重整區，在預熱區脫水以及活化后，在熱解區進行熱裂解反應形成的氣液固產物，從氣體進口（B2）通入水蒸氣，氣液固產物在氣化區水蒸氣的作用下進行氣化反應，在重整區氣化產物在焦炭/水蒸氣的聯合作用下進行重整反應，經過重整后的氣體與部分焦炭和灰分通過爐篦（D1）送入排灰罐（D），其他部分焦炭被螺旋排渣器（B3）排出反應器；排灰罐（D）內的氣體通過入口（E1）進入內嵌的旋風分離器（E）脫除掉大部分的焦炭和灰分后進入氣體提升管（C），氣體攜帶的少量焦油和焦炭在提升管內再次發生裂解反應，從氣體提升管（C）放出的氣體通過氣體分布板（A3）進入料倉（A），并與料倉（A）內新鮮生物質熱交換和吸附作用后得到高品質的合成氣產品，通過氣體出口（A2）釋放；由旋風分離器星型閥門（E2）排出的焦炭和灰分以及排灰罐（D）內的焦炭和灰分通過螺旋器（D2）排出。