[发明专利]用于制取生物质热裂解液体的加压固定床反应装置及方法

权利要求书

1.一种利用加压固定床反应装置制取生物质热裂解液体的方法，其特征在于，所述加压固定床反应装置包括一级料仓（2）、二级料仓（4）、反应床（8）、催化床（9）、冷凝器（11）和储液器（13），所述一级料仓（2）的出口端通过进料螺旋（3）与二级料仓（4）的进口端相连通；所述一级料仓（2）和二级料仓（4）均通过气体管路与气瓶（16）相连通，用于向一级料仓（2）和二级料仓（4）中供气和供压；所述二级料仓（4）的出口端通过进料管路与所述反应床（8）的进口端相连通，用于向反应床（8）中进料；所述进料管路的外部设有冷却装置（6），在进料管路上靠近二级料仓（4）处设有第一电磁阀门（5），在进料管路上靠近反应床（8）处设有第二电磁阀门（7）；所述反应床（8）的出口端与催化床（9）的进口端相连通，催化床（9）的进口端处设有第一筛网（91）；所述第一筛网（91）用于隔绝反应床（8）中的进料生物质和热裂解产物生物炭，仅使通过反应床（8）热裂解后得到的热裂解气体进入催化床（9）中进行催化反应；所述催化床（9）的出口端与冷凝器（11）的进口端相连通，连接处设有第三电磁阀门（10），用于控制通道开闭；所述冷凝器（11）用于冷凝通过催化床（9）制得的催化热解气体；冷凝器（11）的出液口通过管路与储液器（13）的进口端相连通，用于储存经过冷凝器（11）冷凝后得到的液体产物；储液器（13）置于称重台（12）上，用于测量储液器（13）中液体产物的重量变化；一级料仓（2）、二级料仓（4）、反应床（8）、催化床（9）、冷凝器（11）和储液器（13）组成的反应体系具有气密性；

所述方法具体如下：

S1：检查所述反应体系的气密性，使反应体系在加压运行时不漏气；将储液器（13）外接气相色谱，实时监测反应体系内的气体组成和浓度；

S2：通过调节设于气体管路上的气体混合配比器（15）和气阀，使通入一级料仓（2）和二级料仓（4）的气体满足预设值，开启第一电磁阀门（5）、第二电磁阀门（7）和第三电磁阀门（10），使生物质经过一级料仓（2）、二级料仓（4）和进料管路后依次进入反应床（8）和催化床（9），此时，反应床（8）和催化床（9）中的加热设备均不开启，使进料顺畅、密封良好、压力稳定，通过气相色谱实时监测反应体系内的气体组成和浓度，从而完成冷态试验；

S3：清除所述冷态试验中残留在反应体系内的物料，通过调节设于气体管路上的气体混合配比器（15）和气阀，使通入一级料仓（2）和二级料仓（4）的气体满足预设值；分别开启反应床（8）和催化床（9）中的加热设备，待温度达到预设温度时，记录所述称重台（12）的重量G₁；同时开始进料，并开启第一电磁阀门（5）、第二电磁阀门（7）和第三电磁阀门（10），使生物质经过一级料仓（2）、二级料仓（4）和进料管路后进入反应床（8）；生物质在反应床（8）中经过热裂解生成生物炭和热裂解气体，由于设在催化床（9）进口端第一筛网（91）的阻隔作用，生物炭停留在反应床（8）中，用于作为除氧剂、除水剂和催化剂；所述热裂解气体通过气流传送进入催化床（9）中进行催化反应，得到催化热解气体；所述催化热解气体通过冷凝器（11）的冷凝作用得到液体产物，并储存于储液器（13）中；

在S3的过程中，通过观测称重台（12）的重量G_n实时监测液体产物的重量；通过气相色谱实时监测反应体系内的气体组成和浓度。

2.根据权利要求1所述的一种利用加压固定床反应装置制取生物质热裂解液体的方法，其特征在于，所述一级料仓（2）和冷凝器（11）分别置于可升降平台（1）的上下两端，均可通过可升降平台（1）调节所处位置。

3.根据权利要求1所述的一种利用加压固定床反应装置制取生物质热裂解液体的方法，其特征在于，所述加压固定床反应装置置于可移动平台（17）上，使该装置能随可移动平台（17）进行移动。

4.根据权利要求1所述的一种利用加压固定床反应装置制取生物质热裂解液体的方法，其特征在于，所述冷却装置（6）为水冷套。

5.根据权利要求1所述的一种利用加压固定床反应装置制取生物质热裂解液体的方法，其特征在于，所述一级料仓（2）和二级料仓（4）的气体管路连接有气体混合配比器（15）和气阀，用于控制进入一级料仓（2）和二级料仓（4）中气体的组分和压力。