[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)氣化焦油的爐外微波催化裂解的方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611191943.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106586956B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冠益;李健;顏蓓蓓;程占軍;馬文超;王曉華
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22;C01B3/26;C10C1/20;B01J8/02;B01J23/755
• 代理公司: 11021 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 吳夢圓

1.一種生物質(zhì)氣化焦油的爐外微波催化裂解裝置，包括供氣裝置、氣體流量計、閥門、微量注射泵、混合蒸發(fā)室、微波反應(yīng)爐、石英反應(yīng)器、催化床、熱電偶、過濾裝置、冷凝器、觀測窗、微波控制與顯示系統(tǒng)、氣體收集裝置和檢測裝置；其特征是：微波反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)置有混合蒸發(fā)室、石英反應(yīng)器、催化床和熱電偶；混合蒸發(fā)室水平置于微波反應(yīng)爐底部，與石英反應(yīng)器采用磨砂石英管耦合連接；石英反應(yīng)器豎直安置于微波反應(yīng)爐內(nèi)，其內(nèi)設(shè)置網(wǎng)狀催化床；微波反應(yīng)爐上設(shè)置有觀測窗和微波控制與顯示系統(tǒng)；熱電偶一端豎直插入石英反應(yīng)器中，另一端通過導(dǎo)線與微波控制與顯示系統(tǒng)連接，所述熱電偶還設(shè)置有陶瓷保護套作為外殼，以及螺旋升降系統(tǒng)以調(diào)整熱電偶的測量高度；

其中催化床中填充雙效催化劑，所述雙效催化劑的制備方法如下：

1)催化劑載體的制備：選稻殼作為原材料制備生物質(zhì)焦，然后粉碎篩分至20～80目作為催化劑載體；

2)金屬鎳的負載：對生物質(zhì)焦載體進行金屬鎳的負載，金屬負載量為2wt％～8wt％。

2.利用如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化焦油的爐外微波催化裂解裝置進行生物質(zhì)氣化焦油的爐外微波催化裂解方法，其特征是將生物質(zhì)焦油通過微量注射泵通入混合蒸發(fā)室，液態(tài)的焦油在混合蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)為氣體狀態(tài)；由供氣裝置提供載氣，通過閥門和氣體流量計進入混合蒸發(fā)室，與氣態(tài)焦油混合后進入石英反應(yīng)器；利用微波控制與顯示系統(tǒng)開啟微波并調(diào)節(jié)功率，通過熱電偶進行實時測溫；焦油分子通過由微波加熱至高溫的催化床，催化裂解反應(yīng)變?yōu)榱诵》肿赢a(chǎn)物；反應(yīng)過后，產(chǎn)物隨載氣導(dǎo)出反應(yīng)器，通過過濾裝置后進入冷凝器冷凝，收集液體產(chǎn)物；剩余氣體產(chǎn)物由氣體收集裝置收集；通過檢測裝置分析，得到其成分以及含量的結(jié)果；所述微波的微波功率為600W以上、催化裂解反應(yīng)溫度為600～800℃。

3.如權(quán)利要求2所述的爐外微波催化裂解方法，其特征是生物質(zhì)焦油通過微量注射泵的焦油的液時空速0.65h^-1。

4.如權(quán)利要求2所述的爐外微波催化裂解方法，其特征是供氣裝置提供載氣流速為600mL/min。

5.如權(quán)利要求2所述的爐外微波催化裂解方法，其特征是所述雙效催化劑的制備方法如下：

1)催化劑載體的制備：稻殼烘干過夜以脫去水分，并粉碎；將粉碎后的稻殼在500℃～900℃范圍內(nèi)進行絕氧熱解碳化，粉碎篩分，得到生物質(zhì)焦載體；

2)金屬鎳的負載：使用對應(yīng)濃度的金屬溶液對生物質(zhì)焦浸漬過夜后，于烘箱中105℃下烘干8～10小時；隨后在絕氧環(huán)境中于500℃～900℃煅燒20～40分鐘；待降至室溫、干燥得到催化劑。

6.如權(quán)利要求5所述的爐外微波催化裂解方法，其特征是步驟1)中熱解碳化時間需20～60分鐘。

7.如權(quán)利要求5所述的爐外微波催化裂解方法，其特征是催化床高度應(yīng)高于14cm。