[發明專利]催化劑再生的生物質微波催化熱解方法及其一體化裝置

在審

• 申請號: 201910392371.1
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110066671A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 馬曉茜;陳麗堯;余昭勝;曾祥浩
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B47/02;C10B57/00;C10G1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括氣體裝置（1）、立式石英管（4）、微波加熱裝置（7）、催化劑再生區（8）、催化重整區（11）、失活催化劑收集區（13）、螺旋給料器（16）、冷凝區；氣體裝置（1）連接于立式石英管（4）的側壁，向立式石英管（4）通入惰性氣體，立式石英管（4）內放置有生物質，惰性氣體為生物質提供無氧的環境和載氣；所述立式石英管（4）從上到下依次是進料區、熱解區、焦油脫除區和出料區，進料區上設有入口，出料區底部設有出口，生物質從入口處加入，生物質在熱解區熱解后產生熱解氣和生物炭，生物炭進入焦油脫除區構成生物炭床層，熱解氣隨載氣向下流經焦油脫除區被脫除焦油，生物炭從出口排出；催化重整區（11）的一側連接于出料區的立式石英管（4）側壁，另一側連接冷凝區，催化重整區（11）內放置有催化劑，脫除焦油后的熱解氣流經催化重整區（11）被裂解催化，裂解催化后的熱解氣進入冷凝區被收集；催化重整區（11）的下方連接失活催化劑收集區（13），失活催化劑收集區（13）用于收集催化重整區（11）內失活的催化劑，催化重整區（11）的上方連接催化劑再生區（8），催化劑再生區（8）用于失活的催化劑的再生；失活催化劑收集區（13）和催化劑再生區（8）之間連接有螺旋給料器（16），失活的催化劑通過螺旋給料器（16）加入到催化劑再生區（8），失活的催化劑再生后，從催化劑再生區（8）回到催化重整區（11）；微波加熱裝置（7）設置在立式石英管（4）和催化劑再生區（8）之間，微波加熱裝置（7）的外壁上設置導向裝置，所述微波加熱裝置（7）通過導向裝置向熱解區、焦油脫除區、催化劑再生區（8）、催化重整區（11）供熱。

2.根據權利要求1所述的催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，催化劑再生區（8）的上部設有一開口，通過所述開口向催化劑再生區（8）加入失活的催化劑和通入空氣，催化劑再生區（8）的底部為絕熱層，防止催化劑再生區（8）中失活的催化劑再生后的剩余熱量對催化重整區（11）直接進行輻射，造成催化重整區（11）的溫度過高，催化劑再生區（8）的側壁為導熱層，催化劑再生區（8）中失活的催化劑再生后的剩余熱量通過側壁輻射給立式石英管（4）的熱解區和焦油脫除區、催化重整區（11），為熱解區的生物質的熱解、熱解氣的脫除焦油和熱解氣的裂解催化輔助供熱。

3.根據權利要求1所述的催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置還包括閥門，閥門包括第一閥門（9）、第二閥門（10）和第三閥門（12）；催化劑再生區（8）和催化重整區（11）之間連接有第一管道，第一閥門（9）和第二閥門（10）從上到下分布在第一管道上；催化重整區（11）和失活催化劑收集區（13）之間連接有第二管道，第三閥門（12）分布在第二管道上。

4.根據權利要求1所述的催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置還包括溫控器，所述溫控器包括第一溫控器（5）、第二溫控器（6）和第三溫控器（15），第一溫控器（5）設置于熱解區的立式石英管（4）側壁上，用于監測熱解區的溫度；第二溫控器（6）設置于焦油脫除區的立式石英管（4）側壁上，用于監測焦油脫除區的溫度；第三溫控器（15）設置于催化重整區（11）上，用于監測催化重整區（11）的溫度。

5.根據權利要求1所述的催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置還包括集熱箱（14），所述集熱箱（14）為熱阻材料層圍成的一腔體，所述立式石英管（4）的熱解區和焦油脫除區、催化重整區（11）、催化劑再生區（8）位于腔體內。

6.根據權利要求1所述的催化劑再生的生物質微波催化熱解一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置還包括流量計，所述流量計包括第一流量計（2）和第二流量計（3），氣體裝置（1）與立式石英管（4）之間通過并聯的管路連接，并聯的管路包括上管路和下管路；上管路的一端連接氣體裝置（1），另一端連接進料區的立式石英管（4）側壁；下管路的一端連接氣體裝置（1），另一端連接出料區的立式石英管（4）側壁；第一流量計（2）設置在上管路上，用于控制上管路的惰性氣體流量；第二流量計（3）設置在下管路上，用于控制下管路的惰性氣體流量。