[發(fā)明專利]一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710352769.3
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107051350B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖艷芬;林延;余昭勝;方詩雯;林有勝;范云龍;代民權(quán);陳志杰;馬曉茜
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本發(fā)明公開了一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化方法及其裝置；包括：微波輻射腔；微波吸收劑負(fù)載槽；置于微波輻射腔與微波吸收劑負(fù)載槽之間的石英管反應(yīng)腔；微波輻射腔內(nèi)的中部以及對應(yīng)位置的微波吸收劑負(fù)載槽的下方設(shè)有由磁控管構(gòu)成的微波發(fā)生器；紅外測溫探頭群分別設(shè)置在磁控管的兩端；微波輻射腔的兩端分別連接第一、第二三通閥門；其中第一三通閥門的A端口連通環(huán)境大氣；第二三通閥門的B端口連通微波輻射腔保護(hù)氣充氣裝置；所述第二三通閥門的A端口通過管路連通第一三通閥門的B端口，在管路上依次串聯(lián)有保護(hù)氣冷卻裝置、保護(hù)氣循環(huán)風(fēng)機(jī)。本裝置可廣泛適用于實(shí)驗(yàn)室生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化實(shí)驗(yàn)研究，具有積極應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化方法及其裝置。

背景技術(shù)

在眾多生物質(zhì)能源化利用技術(shù)中，化學(xué)鏈氣化(Chemical?LoopingGasification，CLG)作為一種新穎的氣化技術(shù)，通過氧載體中的晶格氧替代常規(guī)氣化反應(yīng)的介質(zhì)，向燃料提供氣化反應(yīng)所需要的氧元素并通過控制晶格氧與燃料的熱值比來獲得以H2和CO為主要組分的合成氣。

國際上，針對生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化的研究大多依賴于借鑒煤化學(xué)鏈氣化的研究經(jīng)驗(yàn)。為獲得較高熱值的合成氣，使得氣化條件較為嚴(yán)苛，通常需要高溫高壓，這會(huì)對氣化反應(yīng)的能量輸入提出很高的要求。如何建立一種高效，快速的氣化反應(yīng)裝置是化學(xué)鏈氣化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用面臨的難題。

微波具有波長短(1m～1mm)頻率高(300MHZ～300GHZ)、量子特性等明顯特征。微波技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、導(dǎo)航、多路通訊、遙感及電視等方面。20世紀(jì)60年代開始，人們逐漸將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于紙類、木材、樹脂擠出等物理加工過程。近年，微波鉬工業(yè)的生產(chǎn)過程中導(dǎo)入微波加熱技術(shù)，不僅可有效提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性，而且體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，其作為實(shí)現(xiàn)綠色工藝的手段之一而到人們的廣泛重視。

根據(jù)以往的生物質(zhì)微波熱解/氣化研究，由于大多數(shù)生物質(zhì)本身的弱微波吸收特性，微波加熱無法有效地實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的直接加熱。通常的做法是將微波吸收劑混入生物質(zhì)中，以提升微波加熱效率。但這又會(huì)引發(fā)反應(yīng)物過于復(fù)雜，難以對反應(yīng)過程及反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行有效控制。

為解決生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化技術(shù)中面臨的技術(shù)難題，本發(fā)明提出了一種生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化實(shí)驗(yàn)裝置及其方法,尤其涉及一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化方法及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化方法及其裝置。解決傳統(tǒng)做法容易引發(fā)反應(yīng)物過于復(fù)雜，難以對反應(yīng)過程及反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行有效控制的技術(shù)問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于微波的雙源熱耦合化學(xué)鏈氣化裝置，包括如下部件：

微波輻射腔13；

填充有微波吸收劑的微波吸收劑負(fù)載槽10；

置于微波輻射腔13與微波吸收劑負(fù)載槽10之間的石英管反應(yīng)腔9；石英管反應(yīng)腔9由電機(jī)11驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；

所述微波輻射腔13內(nèi)的中部以及對應(yīng)位置的微波吸收劑負(fù)載槽10的下方設(shè)有由磁控管7構(gòu)成的微波發(fā)生器；所述紅外測溫探頭群8分別設(shè)置在磁控管7的兩端；

所述微波輻射腔13的兩端分別連接第一三通閥門4-1和第二三通閥門4-2；

其中，第一三通閥門4-1的A端口連通環(huán)境大氣；第二三通閥門4-2的B端口連通微波輻射腔保護(hù)氣充氣裝置1；所述第二三通閥門4-2的A端口通過管路連通第一三通閥門4-1的B端口，在管路上依次串聯(lián)有保護(hù)氣冷卻裝置2、保護(hù)氣循環(huán)風(fēng)機(jī)3。

所述石英管反應(yīng)腔9的兩端口處分別設(shè)置有微波抑制器6；

第一三通閥門4-1向左撥，微波輻射腔13與環(huán)境大氣接通；