[发明专利]一种观察生物质燃烧烟气老化过程的装置与方法

权利要求书

1.一种观察生物质燃烧烟气老化过程的装置，其特征是由供气单元、烟气产生单元、老化反应箱组成；供气单元连接烟气产生单元，烟气产生单元连接老化反应箱(10)，老化反应箱(10)连接尾气处理瓶(13)；所述供气单元由氮气罐(1)与湿度发生器(2)连接而成，所述的烟气产生单元包括玻璃罩(3)、塔香形生物质燃料(4)和烟气浓缩器(5)，玻璃罩(3)内设置烟气浓缩器(5)；

所述烟气浓缩器(5)为上部粗下部细且上部设有顶盖下部敞口的中空筒，顶盖设有烟气输入口(504)、轴孔，空心中轴(502)设置在轴孔上并位于顶盖下面；顶盖上面且轴孔位置处设置圆环形固定座(503)，固定座(503)上面设置中空的支撑柱(501)，支撑柱(501)上设置塔香形生物质燃料(4)，支撑柱(501)、固定座(503)、中轴(502)同心；支撑柱(501)穿过固定座(503)与中轴(502)相接形成孔道；沿支撑柱(501)外周一周设置用于承接灰烬的集灰槽(506)，烟气浓缩器的侧面安装有微型涡轮机(505)；所述湿度发生器(2)湿度范围是5％～95％RH；所述玻璃罩(3)为长度是300mm，宽度是300mm，高度是400mm的透明密封箱体，箱体顶端设有轴孔，箱体一侧设有烟气入口，箱体另一侧设有烟气出口；所述的塔香形生物质燃料(4)是由秸秆、锯末经过粉碎、混合、挤压；烘干工艺，制成的可直接燃烧的生物质成型燃料，塔香形生物质燃料(4)呈上部小下部大的中空圆台形，圆台的上底面直径是4mm，下底面直径是26mm，高度是60mm；圆台上底面上面设有直径为4mm的实心半球体，圆台轴心设置圆椎形盲孔，位于圆台下底面的盲孔的直径是8mm，盲孔的深度是55mm；所述的老化反应箱(10)下方设有采样孔(11)，上方设有两个配气孔(12)；所述的尾气处理瓶(13)内的溶液为乙醇或者异丙醇水溶液；瓶内气液交界面处设有滤网(14)，滤网(14)设置滤膜，所述滤网的孔径为0.5～2μm；

所述老化反应箱(10)的箱体内插设有多片的隔板，所述隔板上设有若干通孔，所述隔板的通孔交错设置，在所述隔板上设有数片导流片，导引烟气并将粉体拦截捕集在隔板上，在箱体内设有多排螺旋回绕的冷却管；

其中，观察生物质燃烧烟气老化过程的方法，包括下述步骤：

(1)开启湿度发生器并预设湿度值RH0为15％～80％；开启氮气罐，通过湿度发生器上的数字显示器观察流量，连续通入氮气3到5分钟以去除残存的气体；

(2)点燃塔香形生物质燃料，3～4分钟后见烟气由烟气浓缩器出口流出，开始微型涡轮机浓缩烟气同时吸入氮气，氮气对烟气进行稀释，避免碳烟颗粒的聚集，同时氮气作为保护气，防止碳烟颗粒与空气发生反应；烟气在气流推动下在烟气浓缩器出口处浓缩；

(3)取一支试管，将乙醇、去离子水按照4:1的比例制成80％的乙醇水溶液，转移到尾气处理瓶(13)对尾气进行吸收得到的悬混液，未溶解的碳烟被滤网阻拦收集在滤膜上，对滤膜通过超声波进行超声分散提取干燥后得到纯化的固态碳烟。