[发明专利]一种移动式生物质热解活化分区偶联方法及装置

权利要求书

1.一种移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，包括热解反应室(8)、活化反应室(9)和活化气发生器(21)，所述热解反应室(8)用于供生物质高温热解生成热解气和生物炭，所述活化气发生器(21)用于供所述热解气燃烧产生活化气体，所述活化反应室(9)用于供所述生物炭在所述活化气体及超声波作用下进行活化反应生成活性炭。

2.根据权利要求1所述的移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，所述热解反应室(8)上设有进料口(15)和用于与活化气发生器(21)的热解气进口(18)连接的热解气出口(14)；热解反应室(8)内设有带外螺旋叶片(6)的外螺旋轴(16)，其内部空腔形成所述活化反应室(9)，活化反应室(9)与热解反应室(8)通过所述外螺旋轴(16)上的返料口(13)连通；活化反应室(9)内设有内螺旋轴(17)，其内形成有活化气流道，其入口与活化气发生器(21)的活化气出口(19)连接，内螺旋轴(17)表面设有若干组沿轴向间隔设置的内螺旋叶片(10)，且内螺旋轴(17)表面均布有若干用于与热解反应室(8)连通的活化气分配口(28)；活化反应室(9)的出料口(12)与活性炭收集装置(11)连接。

3.根据权利要求2所述的移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，所述返料口(13)、热解气出口(14)位于远离所述进料口(15)的一端；外螺旋叶片(6)从所述进料口(15)至所述返料口(13)方向，沿外螺旋轴(16)呈螺旋状延伸，且螺距先渐渐变大再渐渐变小。

4.根据权利要求2所述的移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，所述内螺旋叶片(10)沿轴向等间距设置，相邻两组内螺旋叶片(10)沿轴向的距离为内螺旋轴(17)直径的5/6；每组内螺旋叶片(10)包括三个叶片，且三个叶片中相邻两叶片之间沿圆周成120°，且每组所述内螺旋叶片(10)与内螺旋轴(17)成15°角设置。

5.根据权利要求2所述的移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，所述活化气发生器(21)上设有助燃空气进口(1)，其通过管路与连接有变频器(23)的鼓风机(24)相连；所述热解气进口(18)通过热解气管道(3)与所述热解气出口(14)连接，所述热解气管道(3)上设有流量控制阀(22)；活化气发生器(21)内位于所述活化气出口(19)处设有温度传感器(27)，其与温度显示仪(25)连接。

6.根据权利要求2所述的移动式生物质热解活化分区偶联装置，其特征在于，所述进料口(15)与进料斗(7)连接；所述活化反应室(9)与超声波发生器(26)连接；所述热解反应室(8)外包裹有加热装置(5)。

7.一种移动式生物质热解活化分区偶联方法，其特征在于，包括以下流程：

生物质在热解反应室(8)内发生高温热解反应，生成热解气和生物炭；热解气由连接管路进入活化气发生器(21)内，与助燃空气混合并充分燃烧，燃烧生成的二氧化碳和水蒸汽作为活化气体，通过设置在活化反应室(9)内的内螺旋轴(17)及其表面上均布的活化气分配口(28)均分扩散到活化反应室(9)内，生物炭则通过设置在热解反应室(8)内的带有外螺旋叶片(6)的外螺旋轴(16)输送，并由连通热解反应室(8)与活化反应室(9)的返料口(13)进入活化反应室(9)内，生物炭在高温条件下通过活化气体及超声波作用生成活性炭，活性炭在内螺旋轴(17)及其表面设置的内螺旋叶片(10)作用下被输送，排出活化反应室(9)并被活性炭收集装置(11)收集。

8.根据权利要求7所述的移动式生物质热解活化分区偶联方法，其特征在于，生物质进料到热解反应室(8)，在高温下被热解，热解温度控制在350-550℃，热解产生的热解气温度控制在500-650℃。

9.根据权利要求7所述的移动式生物质热解活化分区偶联方法，其特征在于，热解气在活化气发生器(21)内燃烧温度控制在850-950℃，生成的活化气体的温度通过控制进入活化气发生器(21)助燃空气及热解气的流量进行调节。

10.根据权利要求7所述的移动式生物质热解活化分区偶联方法，其特征在于，所述返料口(13)的生物炭阻止热解气向所述活化反应室(9)扩散，防止热解气对生物炭活化造成干扰。