[發明專利]微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的方法及裝置

有效

• 申請號: 201811213014.6
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109337702B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 羅虎;孔令照;王昊;孫予罕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的方法，其特征在于，所述方法至少包括：

提供具有微波吸收劑床層的反應器，往所述反應器中通入載氣，利用微波將所述微波吸收劑床層加熱到設定溫度，所述微波吸收劑床層中吸收劑的粒徑介于200μm～500μm，固定態時所述微波吸收劑床層的高度介于3cm～5cm之間，所述微波吸收劑床層的材料包括氧化銅；

將生物質原料加入到所述反應器中進行熱解反應，生成的熱解氣體經過冷凝后獲得富含酚類化合物的生物油，不可凝氣體循環進入所述反應器中，所述生物質原料包括顆粒狀，粒徑介于2mm～5mm之間，所述生物質原料的加料速率介于1g/min～5g/min之間；

其中，在所述熱解反應過程中，每隔1分鐘～3分鐘增加所述載氣的流量，以擾動所述微波吸收劑床層從固定態懸浮成流化態，所述微波吸收劑床層每次維持所述流化態的時間介于30秒～1分鐘之間。

2.根據權利要求1所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的方法，其特征在于：所述設定溫度的范圍介于200℃～400℃之間。

3.根據權利要求1所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的方法，其特征在于：所述微波的加熱功率范圍介于20W～1500W之間。

4.根據權利要求1所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的方法，其特征在于：所述生物質原料包括稻草秸稈、麥稈及竹中的一種。

5.一種微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于，所述裝置至少包括：

微波裝置，用于提供微波加熱源；

具有微波吸收劑床層的反應器，置于所述微波裝置中，用于生物質原料進行熱解反應，所述微波吸收劑床層中吸收劑的粒徑介于200μm～500μm，固定態時所述微波吸收劑床層的高度介于3cm～5cm之間，所述微波吸收劑床層的材料包括氧化銅；

載氣管路，與所述反應器的底部連通，用于提供載氣；

第一管道旁路，與所述反應器連通，所述第一管道旁路上設置有冷凝器，用于將所述熱解反應生成的熱解氣體冷凝獲得富含酚類化合物的生物油，不可凝氣體循環進入所述反應器中；

第二管道旁路，與所述反應器連通，用于在所述熱解反應過程中，每隔1分鐘～3分鐘增加所述載氣的流量，以擾動所述微波吸收劑床層從固定態懸浮成流化態；所述微波吸收劑床層每次維持所述流化態的時間介于30秒～1分鐘之間。

6.根據權利要求5所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于：所述反應器中安裝有多孔板，所述多孔板將所述反應器內部隔成下部緩沖區和上部反應區，所述上部反應區中具有支撐在所述多孔板上的所述微波吸收劑床層。

7.根據權利要求6所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于：所述多孔板包括石英砂芯。

8.根據權利要求6所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于：所述多孔板的孔隙度小于所述微波吸收劑床層中吸收劑及所述生物質原料的粒徑，所述多孔板的孔隙度小于50μm。

9.根據權利要求6所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于：所述第二管道旁路的一端與所述下部緩沖區連接、另一端與所述上部反應區連接。

10.根據權利要求5所述的微波輔助生物質熱解制備富含酚類化合物的裝置，其特征在于：所述反應器置于所述微波裝置的底部中心位置，所述反應器的外部設置有保溫層，所述保溫層中開設有溫度監控口，所述微波裝置中還設有紅外測溫儀，所述紅外測溫儀通過所述溫度監控口對所述反應器內的反應溫度進行測量與反饋。