一種生物質加壓轉化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物質加壓轉化裝置，該裝置包括蒸汽發(fā)生裝置和反應室兩部分組成，通過控制裝置，對各個部件的控制，實現(xiàn)水蒸氣氛圍下的生物質加壓熱轉化過程的實驗研究,能夠對升溫速率、熱解終溫，保溫時間、反應壓力等因素對生物質熱解過程的影響開展研究工作，以期加速生物質熱轉化過程的研究，為生物質能源的大規(guī)模利用奠定一定的基礎。
【專利說明】一種生物質加壓轉化裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物質能源利用【技術領域】，尤其涉及的是一種生物質加壓轉化裝置。

【背景技術】
[0002]隨著化石能源的的日益減少以及人類對燃料燃燒后產(chǎn)生的環(huán)境污染的關注，生物質以其儲量大、可再生、C02零排放的優(yōu)點受到越來越多的關注，目前有關生物質燃料合理利用成為各國爭相發(fā)展的課題。就目前發(fā)展看來，生物質取代煤、石油、天然氣的關鍵在于將低品位的生物質轉化為高品位的能源，因而，生物質熱解特性的研宄極其重要。
[0003]目前國內外對生物質熱解特性及其產(chǎn)物分布均開展了廣泛的研宄，眾多學者對生物質常壓轉化進行大量的研宄工作，在加壓轉化方面研宄較少。有研宄報道采用加壓熱重天平研宄了壓力、溫度以及升溫速率對生物質熱解規(guī)律的影響，該實驗可用于反應動力學參數(shù)的求解和比較，對生物質燃料的合理利用有一定的指導意義，然而實驗的局限性在于樣品用量小，催化劑添加方式、氛圍氣選擇單一，導致熱解規(guī)律的研宄與反應過程放大之間的研宄脫節(jié)。同時加壓熱重實驗的結果表明，同常壓熱解相比較，加壓條件下生物質反應速率明顯提高，熱解反應趨于更加激烈的過程。因此研宄溫度、壓力、保溫時間和催化劑的選擇對轉化產(chǎn)物的組成和分布的影響，對生物質技術產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展具有極其重要的影響。
[0004]目前現(xiàn)有的生物質加壓熱轉化過程的設備不足，且存在操作工藝參數(shù)單一的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種生物質加壓轉化裝置。
[0006]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:一種生物質加壓轉化裝置，包括蒸汽發(fā)生裝置、反應裝置和控制裝置，其特征在于，蒸汽發(fā)生裝置包括蒸汽發(fā)生裝置主體和蒸汽發(fā)生裝置上端蓋，蒸汽發(fā)生裝置主體為一端開口的圓筒狀結構，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通過螺栓緊固密封蒸汽發(fā)生裝置主體，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上設置蒸汽發(fā)生裝置熱電偶，所示蒸汽發(fā)生裝置熱電偶貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋伸入蒸汽發(fā)生裝置主體內腔中，蒸汽發(fā)生裝置主體外壁依次設置蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板、蒸汽發(fā)生裝置耐火層、蒸汽發(fā)生裝置保溫隔熱層和蒸汽發(fā)生裝置外層保護密封鋼板，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上還設置補水管路和高壓蒸汽管路，補水管路一端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，補水管路另一端連接補水管路閥，高壓蒸汽管路一端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，高壓蒸汽管路另一端連接高壓蒸汽管路閥；
[0007]反應裝置包括反應裝置主體和反應裝置上端蓋，反應裝置主體為一端開口的圓筒狀結構，反應裝置上端蓋通過螺栓緊固密封反應裝置主體，反應裝置上端蓋上設置反應裝置熱電偶，所示反應裝置熱電偶貫穿反應裝置上端蓋伸入反應裝置主體內腔中，反應裝置主體外壁依次設置反應裝置陶瓷加熱板、反應裝置耐火層、反應裝置保溫隔熱層和反應裝置外層保護密封鋼板，反應裝置上端蓋上設置進氣管路和排氣管路，進氣管路一端貫穿反應裝置上端蓋通往反應裝置主體內腔，另一端通過三通管與催化劑控制閥和氣氛氣體控制閥連接，排氣管路一端貫穿反應裝置上端蓋通往反應裝置主體內腔，排氣管路另一端連接熱解氣控制閥，高壓蒸汽管路閥通過管路與氣氛氣體控制閥連接；
[0008]控制裝置與蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板、蒸汽發(fā)生裝置熱電偶、反應裝置陶瓷加熱板和反應裝置熱電偶連接。
[0009]作為優(yōu)化，在反應裝置主體與反應裝置上蓋板之間設置石墨墊片。
[0010]作為優(yōu)化，在蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上還設置蒸汽發(fā)生裝置背壓管路、蒸汽發(fā)生裝置背壓表和蒸汽發(fā)生裝置背壓閥，蒸汽發(fā)生裝置背壓管路一端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，另一端通過三通管與蒸汽發(fā)生裝置背壓表和蒸汽發(fā)生裝置背壓閥連接，在反應裝置上端蓋上還設置反應裝置背壓管路、反應裝置背壓表和反應裝置背壓閥，反應裝置背壓管路一端貫穿反應裝置上端蓋通往反應裝置主體內腔，另一端通過三通管與反應裝置背壓表和反應裝置背壓閥連接，蒸汽發(fā)生裝置背壓表與反應裝置背壓表與控制裝置連接。
[0011 ] 作為優(yōu)化，還包括反應籃筐，反應籃筐設置于反應裝置主體的內腔中，在反應裝置主體的內腔臂上部設置凸緣，凸緣用于懸掛反應籃筐。
[0012]本實用新型相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:本實用新型生物質加壓轉化裝置的主要部件為反應室，協(xié)同控制裝置，可以實現(xiàn)對升溫速率、熱解終溫、保溫時間、反應壓力的控制，主要開展加壓條件下多因素下生物質熱解綜合實驗，該實用新型的另一裝置為蒸汽發(fā)生裝置，該裝置主要為了解決目前高壓蒸汽發(fā)生器大型化，難以用于一般實驗室規(guī)模的使用，同時該裝置以及催化劑入口管路的協(xié)同使用，可以用于加壓催化熱解反應實驗的進行。該裝置充分考慮了目前加壓熱解的主要影響因素，在一定程度地能夠滿足目前生物質加壓熱解過程的研宄，以期為生物質轉化過程提供支撐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0015]實施例1
[0016]如圖1所示，一種生物質加壓轉化裝置，包括蒸汽發(fā)生裝置100、反應裝置200和控制裝置I，其特征在于，蒸汽發(fā)生裝置100包括蒸汽發(fā)生裝置主體6和蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5，蒸汽發(fā)生裝置主體6為一端開口的圓筒狀結構，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5通過螺栓緊固密封蒸汽發(fā)生裝置主體6，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5上設置蒸汽發(fā)生裝置熱電偶32，所示蒸汽發(fā)生裝置熱電偶32貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5伸入蒸汽發(fā)生裝置主體6內腔中，蒸汽發(fā)生裝置主體6外壁依次設置蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板7、蒸汽發(fā)生裝置耐火層8、蒸汽發(fā)生裝置保溫隔熱層9和蒸汽發(fā)生裝置外層保護密封鋼板10，蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5上還設置補水管路3和高壓蒸汽管路281，補水管路3 —端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5通往蒸汽發(fā)生裝置主體6內腔，補水管路3另一端連接補水管路閥33，高壓蒸汽管路281—端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5通往蒸汽發(fā)生裝置主體6內腔，高壓蒸汽管路281另一端連接高壓蒸汽管路閥28 ；
[0017]反應裝置200包括反應裝置主體15和反應裝置上端蓋19，反應裝置主體15為一端開口的圓筒狀結構，反應裝置上端蓋19通過螺栓緊固密封反應裝置主體15，反應裝置上端蓋19上設置反應裝置熱電偶24，所示反應裝置熱電偶24貫穿反應裝置上端蓋19伸入反應裝置主體15內腔中，反應裝置主體15外壁依次設置反應裝置陶瓷加熱板14、反應裝置耐火層13、反應裝置保溫隔熱層12和反應裝置外層保護密封鋼板11，反應裝置上端蓋19上設置進氣管路261和排氣管路，進氣管路261 —端貫穿反應裝置上端蓋19通往反應裝置主體15內腔，另一端通過三通管與催化劑控制閥25和氣氛氣體控制閥26連接，排氣管路201一端貫穿反應裝置上端蓋19通往反應裝置主體15內腔，排氣管路201另一端連接熱解氣控制閥20，高壓蒸汽管路閥28通過管路與氣氛氣體控制閥26連接；
[0018]控制裝置I與蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板7、蒸汽發(fā)生裝置熱電偶32、反應裝置陶瓷加熱板14和反應裝置熱電偶24連接。使用時整個控制、數(shù)據(jù)顯示以及溫度數(shù)據(jù)的采集均由控制裝置I進行控制，主要通過蒸汽發(fā)生裝置熱電偶32和反應裝置熱電偶24采集溫度與控制裝置I的配合來調節(jié)蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板7和反應裝置陶瓷加熱板14，對熱解最終溫度、升溫速率進行控制，為了保證數(shù)據(jù)的準確性和減少熱慣性對控制過程的影響。
[0019]在反應裝置主體15與反應裝置200上蓋板之間設置石墨墊片18。石墨墊片18耐高溫，適合在加熱裝置中作為密封件使用，可以防止裝置漏氣導致實驗數(shù)據(jù)誤差較大。
[0020]在蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5上還設置蒸汽發(fā)生裝置背壓管路30、蒸汽發(fā)生裝置背壓表29和蒸汽發(fā)生裝置背壓閥31，蒸汽發(fā)生裝置背壓管路30 —端貫穿蒸汽發(fā)生裝置上端蓋5通往蒸汽發(fā)生裝置主體6內腔，另一端通過三通管與蒸汽發(fā)生裝置背壓表29和蒸汽發(fā)生裝置背壓閥31連接，在反應裝置上端蓋19上還設置反應裝置背壓管路22、反應裝置背壓表23和反應裝置背壓閥22，反應裝置背壓管路22 —端貫穿反應裝置上端蓋19通往反應裝置主體15內腔，另一端通過三通管與反應裝置背壓表23和反應裝置背壓閥22連接，蒸汽發(fā)生裝置背壓表29與反應裝置背壓表23與控制裝置I連接。通過這樣的設計能夠靈活調節(jié)裝置壓力，方便在不同壓力條件下采集實驗數(shù)據(jù)。
[0021]還包括反應籃筐16，反應籃筐16設置于反應裝置主體15的內腔中，在反應裝置主體15的內腔臂上部設置凸緣17，凸緣17用于懸掛反應籃筐16。這樣能夠方便反應后熱解固體產(chǎn)物從反應室中及時取出，由于凸緣17的作用，其與反應室底端有一定的距離，防止液體產(chǎn)物對固體生物質炭的準確稱重。
[0022]實施例2
[0023]一種利上述生物質加壓轉化裝置進行生物質加壓轉化實驗的方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將盛放生物質樣品的反應籃筐16置于反應裝置主體15內腔中，通過反應裝置上端蓋19密封；步驟二、打開補水管路閥33、高壓蒸汽出口閥、氣氛氣體控制閥26、催化劑控制閥25和熱解氣控制閥20，用蠕動泵通過補水管路3向蒸汽發(fā)生裝置主體6內加注水；步驟三、關閉補水管路閥33、高壓蒸汽出口閥、氣氛氣體控制閥26、熱解氣控制閥20和催化劑控制閥25，通過控制裝置I開啟蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板7 ;步驟四、開啟高溫蒸汽出口閥和氣氛氣體控制閥26，再通過控制裝置I開啟反應裝置陶瓷加熱板14 ;步驟五、開啟催化劑控制閥25向反應裝置200中加注催化劑后關閉催化劑控制閥25 ;步驟六、打開熱解氣控制閥20導出熱解氣；步驟七、通過控制裝置I關閉蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板7和反應裝置陶瓷加熱板14，關閉高壓蒸汽出口閥、氣氛氣體控制閥26和熱解氣控制閥20，待裝置冷卻后，取出反應籃筐16、稱重。
[0024]實施例3
[0025]一種利用上述生物質加壓轉化裝置進行常壓干餾實驗的方法，其特征在于步驟如下:步驟一、拆下高溫蒸汽出口閥與氣氛氣體控制閥26之間的管路，將氣氛氣體控制閥26與氮氣鋼瓶連接；步驟二、將盛放生物質樣品的反應籃筐16置于反應裝置主體15內腔中，通過反應裝置上端蓋19密封；步驟三、關閉催化劑控制閥25，打開熱解氣控制閥20和氣氛氣體控制閥26，向反應裝置200中加注氮氣來保證低氧條件；步驟四、通過控制裝置I開啟反應裝置陶瓷加熱板14 ;步驟五、開啟熱解氣控制閥20，導出熱解氣；步驟六、關閉氣氛氣體控制閥26、熱解氣控制閥20和反應裝置陶瓷加熱板14，待冷卻后取出反應籃筐16、稱重。
[0026]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種生物質加壓轉化裝置，包括蒸汽發(fā)生裝置、反應裝置和控制裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生裝置包括蒸汽發(fā)生裝置主體和蒸汽發(fā)生裝置上端蓋，所述蒸汽發(fā)生裝置主體為一端開口的圓筒狀結構，所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通過螺栓緊固密封所述蒸汽發(fā)生裝置主體，所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上設置蒸汽發(fā)生裝置熱電偶，所示蒸汽發(fā)生裝置熱電偶貫穿所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋伸入所述蒸汽發(fā)生裝置主體內腔中，所述蒸汽發(fā)生裝置主體外壁依次設置蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板、蒸汽發(fā)生裝置耐火層、蒸汽發(fā)生裝置保溫隔熱層和蒸汽發(fā)生裝置外層保護密封鋼板，所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上還設置補水管路和高壓蒸汽管路，所述補水管路一端貫穿所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往所述蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，所述補水管路另一端連接補水管路閥，所述高壓蒸汽管路一端貫穿所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往所述蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，所述高壓蒸汽管路另一端連接高壓蒸汽管路閥； 所述反應裝置包括反應裝置主體和反應裝置上端蓋，所述反應裝置主體為一端開口的圓筒狀結構，所述反應裝置上端蓋通過螺栓緊固密封所述反應裝置主體，所述反應裝置上端蓋上設置反應裝置熱電偶，所示反應裝置熱電偶貫穿所述反應裝置上端蓋伸入所述反應裝置主體內腔中，所述反應裝置主體外壁依次設置反應裝置陶瓷加熱板、反應裝置耐火層、反應裝置保溫隔熱層和反應裝置外層保護密封鋼板，所述反應裝置上端蓋上設置進氣管路和排氣管路，所述進氣管路一端貫穿所述反應裝置上端蓋通往所述反應裝置主體內腔，另一端通過三通管與催化劑控制閥和氣氛氣體控制閥連接，所述排氣管路一端貫穿所述反應裝置上端蓋通往所述反應裝置主體內腔，所述排氣管路另一端連接熱解氣控制閥，所述高壓蒸汽管路閥通過管路與所述氣氛氣體控制閥連接； 所述控制裝置與所述蒸汽發(fā)生裝置陶瓷加熱板、所述蒸汽發(fā)生裝置熱電偶、所述反應裝置陶瓷加熱板和所述反應裝置熱電偶連接。
2.如權利要求1所述一種生物質加壓轉化裝置，其特征在于，在所述反應裝置主體與所述反應裝置上蓋板之間設置石墨墊片。
3.如權利要求1所述一種生物質加壓轉化裝置，其特征在于，在所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋上還設置蒸汽發(fā)生裝置背壓管路、蒸汽發(fā)生裝置背壓表和蒸汽發(fā)生裝置背壓閥，所述蒸汽發(fā)生裝置背壓管路一端貫穿所述蒸汽發(fā)生裝置上端蓋通往所述蒸汽發(fā)生裝置主體內腔，另一端通過三通管與所述蒸汽發(fā)生裝置背壓表和所述蒸汽發(fā)生裝置背壓閥連接，在所述反應裝置上端蓋上還設置反應裝置背壓管路、反應裝置背壓表和反應裝置背壓閥，所述反應裝置背壓管路一端貫穿所述反應裝置上端蓋通往所述反應裝置主體內腔，另一端通過三通管與所述反應裝置背壓表和所述反應裝置背壓閥連接，所述蒸汽發(fā)生裝置背壓表與所述反應裝置背壓表與所述控制裝置連接。
4.如權利要求1所述一種生物質加壓轉化裝置，其特征在于，還包括反應籃筐，所述反應籃筐設置于所述反應裝置主體的內腔中，在所述反應裝置主體的內腔臂上部設置凸緣，所述凸緣用于懸掛所述反應籃筐。
【文檔編號】C10B53/02GK204174159SQ201420646797
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】邢獻軍, 李慧, 馬培勇, 孫亞棟, 胡運龍, 李濤 申請人:合肥工業(yè)大學