[发明专利]一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置及方法

说明书

本发明属于能源技术领域，公开了一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置及方法，装置包括微波炉、石英反应器、热电偶、温控仪、焦油收集器、循环冷却装置；方法包括制备褐煤与生物质的混合试样放入石英反应器中，将石英反应器置于微波炉的炉腔中，将热电偶插入石英反应器内并与温控仪连接，启动微波炉进行共热解反应，产生的气体导入循环冷却装置中，焦油产物流入焦油收集器中进行保存，热解气导入集气袋中保存，石英反应器中的剩余固体为半焦产物。本发明解决了现有技术中褐煤与生物质结合利用不足的问题，本发明提供的装置及方法能够将褐煤与生物质清洁、高效的结合，并易于大工业生产。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置及方法。

背景技术

我国煤炭资源储量丰富，根据《2017年BP世界能源统计年鉴》，目前我国全部探明的煤炭可采储量约为2440亿吨，居世界第三，而占煤炭总储量55％的低阶煤因其煤化程度较低、腐殖酸含量较高、含氧官能团较多、水分挥发分较多而不宜长期存储和远途运输、燃烧热值低而不适合单独做动力燃料等特点，在煤转化过程中利用率低，污染气体超标排放造成严重环境问题，制约了其大规模工业应用，因此通过低阶煤的清洁高效利用促进清洁能源产业的发展是一个亟待解决的问题。目前具有较高氢碳比和较大供氢潜力的生物质在我国绝大部分都被直接废弃掉或焚烧，浪费资源并污染了环境。因此将褐煤等低阶煤与生物质结合利用可以促进清洁生产产业发展，实现褐煤的高效利用。

目前低阶煤与生物质结合利用的方法主要是低温共热解、快速共热解、两步法共热解三种。上述共热解方法在加热过程中存在内外受热不均衡，加热选择性差，反应时间长，不易控制反应进程，热传导效率低等弊端。而微波共热解方法在加热中因其具有穿透性强，具有良好的选择性，易控制反应进程，能量可以得到高效利用并且安全环保等优势，可以更好的适用于工业化生产，得到了大家的广泛关注。但目前这类研究甚少，因此为了实现褐煤与生物质高效结合利用，开发了一种新的微波共热解反应装置是有必要的。

发明内容

本申请实施例通过提供一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置及方法，解决了现有技术中褐煤与生物质结合利用不足的问题。

本申请实施例提供一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置，包括：微波炉、石英反应器、热电偶、温控仪、焦油收集器、循环冷却装置；

褐煤与生物质的混合试样放入所述石英反应器中；所述微波炉的顶部钻有通孔，所述石英反应器置于所述微波炉的炉腔中，且所述石英反应器与所述通孔无缝衔接；所述热电偶插入所述石英反应器内，所述热电偶的一端与所述温控仪连接；

所述石英反应器内插入有出气管，所述出气管的一端与所述焦油收集器连通，所述焦油收集器置于所述循环冷却装置内。

优选的，所述褐煤与生物质微波共热解反应的装置还包括气体质量流量计；所述石英反应器内插入有进气管，所述进气管的一端与所述气体质量流量计连接。

优选的，所述褐煤与生物质微波共热解反应的装置还包括在线气体分析仪；所述焦油收集器通过排气管与所述在线气体分析仪连接。

优选的，所述褐煤与生物质微波共热解反应的装置还包括集气袋；所述集气袋通过集气管与所述在线气体分析仪连接。

优选的，所述焦油收集器的顶部设置有进气孔和出气孔，所述焦油收集器的内部设置有多个上挡板和下挡板，所述上挡板和所述下挡板交错并且间隔布置形成蛇形通道。

另一方面，本申请实施例提供一种褐煤与生物质微波共热解反应的方法，包括以下步骤：

(1)制备褐煤与生物质的混合试样，并将所述混合试样放入石英反应器中；

(2)将所述石英反应器置于微波炉的炉腔中，所述微波炉的顶部钻有通孔，所述石英反应器与所述通孔无缝衔接；