[发明专利]一种生物质微波热解气化反应装置

权利要求书

1.一种生物质微波热解气化反应装置，其特征在于：包括料仓、微波热解反应器、排灰罐、旋风分离器和气体提升管；料仓一侧连接螺旋加料器，另一侧设置气体出口，料仓下部出口通过星型阀门与微波热解反应器顶部连接；微波热解反应器一侧器壁中部设置气体出口，微波热解反应器底部与排灰罐通过炉篦相隔，微波热解反应器底部一侧连接螺旋排渣器；旋风分离器内嵌于排灰罐中，上部与气体提升管进口端相连，底端连接星型阀门；气体提升管位于反应装置的中轴线上，气体提升管出口端与料仓通过气体分布板相隔。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：微波热解反应器器壁上设置4~16个微波石英窗口，每个窗口对应一个微波发生器，单个微波发生器的功率为500~2000W，反应器内的功率密度为0.1×10⁵~10×10⁵W/m³。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：微波热解反应器采用纵向固定床，根据床层温度区间，共分为预热区、热解区、气化区和重整区；其中预热区的温度120~260℃、热解区的温度260~600℃、气化区的温度600~800℃、重整区的温度800~1200℃。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：气体提升管贯穿料仓、微波反应器和旋风分离器，气体提升管的内径为反应器内径的1/21~1/5，其中气体进口端位于旋风分离器上部，而气体出口端设置在料仓。

5.按照权利要求1或4所述的装置，其特征在于：气体提升管从微波反应器进入料仓时单管变为“Y”型双管，Y型双管的夹角为15~165°。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：Y型双管的内径为反应器内径的1/31~1/5。

7.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：Y型双管的夹角为30~120°。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：料仓底部斜面设置气体分布板，垂直向上均匀布孔，气体分布板两侧与气体提升管相连。

9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的生物质微波热解气化反应装置的工作过程如下：生物质原料通过螺旋加料器（A1）送入料仓（A）内，然后开启星型阀门（A4），原料通过重力作用下落到微波热解反应器（B），当微波热解反应器充满原料后开启微波发生器（B1），通过连续调节各微波发生器的功率来实现预热区、热解区、气化区和重整区的温度精确控制；原料依次经过预热区、热解区、气化区和重整区，在预热区脱水以及活化后，在热解区进行热裂解反应形成的气液固产物，从气体进口（B2）通入水蒸气，气液固产物在气化区水蒸气的作用下进行气化反应，在重整区气化产物在焦炭/水蒸气的联合作用下进行重整反应，经过重整后的气体与部分焦炭和灰分通过炉篦（D1）送入排灰罐（D），其他部分焦炭被螺旋排渣器（B3）排出反应器；排灰罐（D）内的气体通过入口（E1）进入内嵌的旋风分离器（E）脱除掉大部分的焦炭和灰分后进入气体提升管（C），气体携带的少量焦油和焦炭在提升管内再次发生裂解反应，从气体提升管（C）放出的气体通过气体分布板（A3）进入料仓（A），并与料仓（A）内新鲜生物质热交换和吸附作用后得到高品质的合成气产品，通过气体出口（A2）释放；由旋风分离器星型阀门（E2）排出的焦炭和灰分以及排灰罐（D）内的焦炭和灰分通过螺旋器（D2）排出。