[發明專利]一種基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置及方法

有效

• 申請號: 202010926140.7
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112300825B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 張波;何騰飛;仲思穎;劉辰昊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10G1/08
• 分類號: C10G1/08;C10G1/06;C10G1/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王繹涵

1.一種基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，包括熱解反應器(5)，其特征在于，所述熱解反應器(5)底部設有供氫氣源接入的載氣進口，熱解反應器(5)頂部設有物料入口和熱解氣出口(18)，所述熱解氣出口(18)通過第一管道(19)與內部裝有復合催化劑(13)的非原位催化反應器(10)的入口連接，非原位催化反應器(10)的出口與冷凝裝置(15)的進氣口連接，所述冷凝裝置(15)的出氣口通過第二管道(20)與載氣進口連接；所述復合催化劑(13)采用Pt/TiO₂與ZSM-5分子篩的混合物。

2.根據權利要求1所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，其特征在于，熱解反應器(5)采用鼓泡流化床反應器，其底部設有加熱裝置一(3)，熱解反應器(5)內部設有熱電偶(6)。

3.根據權利要求1所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，其特征在于，非原位催化反應器(10)外設有加熱裝置二(11)，非原位催化反應器(10)內裝有石棉網(12)，所述Pt/TiO₂與ZSM-5分子篩的混合物鋪設于所述石棉網(12)上。

4.根據權利要求1所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，其特征在于，所述冷凝裝置(15)采用一組或至少兩組串聯連接的管殼式換熱器，每組管殼式換熱器底部的出液口與儲油罐(14)連接。

5.根據權利要求1或4所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，其特征在于，所述載氣進口通過第三管道(21)與氫氣瓶(1)連接，所述第三管道(21)上連接有載氣預熱器(2)，冷凝裝置(15)的出氣口通過所述第二管道(20)與載氣預熱器(2)連接，再通過載氣預熱器(2)與所述載氣進口連接。

6.根據權利要求1所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解裝置，其特征在于，所述物料入口與給料器(7)出口連接；第一管道(19)上連接有灰分過濾器(9)；第二管道(20)上連接有聚結過濾器(16)以及再循環泵(17)。

7.一種基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：采用氫氣作為載氣，通入到熱解反應器(5)中，使生物質原料在“氫氣氛”下發生生物質快速熱解反應；

步驟二：反應后的熱解氣通入到載有Pt/TiO₂與ZSM-5分子篩的復合催化劑(13)的非原位催化反應器(10)中，進行催化提質；

步驟三：催化提質后的熱解氣，經過冷凝裝置(15)的作用，可凝部分凝結為生物質油后收集，不可凝部分通過管路返回至熱解反應器(5)中，作為補充載氣繼續循環利用。

8.根據權利要求7所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解方法，其特征在于，生物質原料與復合催化劑(13)的質量比為3:1～1:3。

9.根據權利要求7所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解方法，其特征在于，步驟一中，氫氣被預熱至275℃后通入熱解反應器(5)，并且控制熱解溫度在300-400℃；步驟二中，非原位催化反應器(10)中的溫度控制在425～550℃。

10.根據權利要求7所述的基于氫溢流的生物質臨氫催化快速熱解方法，其特征在于，Pt/TiO₂與ZSM-5分子篩的混合比例為1:3～3:1。