本實(shí)用新型涉及微波熱解生物質(zhì)設(shè)備，尤其涉及一種生物質(zhì)微波熱解改進(jìn)型反應(yīng)器裝置。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體把太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量，具有分布廣、可再生、成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用熱解轉(zhuǎn)化技術(shù)，生物質(zhì)能可轉(zhuǎn)化為液體燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）、熱、電、氣體燃料（氫氣、生物質(zhì)燃?xì)夂驼託獾龋┖凸腆w燃料（木炭或成型燃料）等，其開(kāi)發(fā)和利用正逐漸引起人們的重視，未來(lái)極有可能成為可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。

微波是頻率為300MHZ~300GHZ，波長(zhǎng)為1mm~1m的高頻電磁波。微波加熱是利用物質(zhì)在高頻變換的微波能量場(chǎng)作用下，分子的運(yùn)動(dòng)由原來(lái)雜亂無(wú)章的狀態(tài)變成有序的高頻振動(dòng)，分子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能，達(dá)到均勻加熱。微波熱解是在傳統(tǒng)熱解的基礎(chǔ)上，結(jié)合微波加熱技術(shù)提出和發(fā)展起來(lái)的，與常規(guī)熱解技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：微波直接作用于材料分子或原子，加熱速度快、效率高；加熱均勻，熱慣性小，易于控制；穿透性好，可直接對(duì)大尺寸物料進(jìn)行熱解，省去物料的預(yù)處理工序；所有熱解產(chǎn)物都可以捕集和利用，并且產(chǎn)物特性優(yōu)于常規(guī)熱解。

國(guó)內(nèi)外已有眾多學(xué)者利用微波對(duì)生物質(zhì)制取生物燃料的熱解特性進(jìn)行了研究。微波熱解不同于常規(guī)的熱解，要求反應(yīng)容器、支撐物等不吸收或者較少吸收微波，且耐高溫，另外實(shí)驗(yàn)時(shí)要實(shí)現(xiàn)通氣、排氣、收集生物油、熱解氣和測(cè)溫，所以大部分實(shí)驗(yàn)采用的物料反應(yīng)容器采用三口石英燒瓶；微波反應(yīng)系統(tǒng)里的通氣管、排氣管也均由石英制作；三口石英燒瓶的連接接口的塞子采用耐高溫的硅膠塞，底部的支撐物采用保溫棉、陶瓷、剛玉杯。但是三口石英燒瓶有著若干缺陷：物料取放繁瑣，殘?jiān)逑蠢щy，反應(yīng)時(shí)物料易在熱電偶處結(jié)塊而難以完全迅速完成。因此，有必要設(shè)計(jì)適合于生物質(zhì)微波熱解的改進(jìn)型反應(yīng)器裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有裝置的缺點(diǎn)和不足，提供一種物料取放方便、反應(yīng)充分、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單的生物質(zhì)微波熱解改進(jìn)型反應(yīng)器裝置。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種生物質(zhì)微波熱解改進(jìn)型反應(yīng)器裝置，包括開(kāi)合式的微波反應(yīng)箱體、橫向設(shè)置在所述微波反應(yīng)箱體內(nèi)的反應(yīng)器，所述微波反應(yīng)箱體與微波發(fā)生器間通過(guò)波導(dǎo)相連；所述的反應(yīng)器包括可拆接的排氣段和反應(yīng)段，所述反應(yīng)段和排氣段分別水平設(shè)置有延伸至微波反應(yīng)箱體外的進(jìn)氣管和排氣管，所述反應(yīng)段中部延伸設(shè)置有若干用安裝紅外和熱電偶測(cè)溫儀的測(cè)溫管，所述反應(yīng)段內(nèi)水平設(shè)置有石英板。

進(jìn)一步地，所述排氣段和反應(yīng)段的分別設(shè)置有用于連接的排氣段磨口和反應(yīng)段磨口，所述排氣段大于反應(yīng)段的直徑, 使得連接時(shí)排氣段包裹著反應(yīng)段，避免產(chǎn)生的生物油粘在兩者連接處。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)段和進(jìn)氣管為一體式結(jié)構(gòu)，所述排氣段和排氣管為一體式機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述的進(jìn)氣管和排氣管的軸線位于同一水平線上。

進(jìn)一步地，所述的測(cè)溫管、進(jìn)氣管和排氣管的管口處設(shè)置有磨口, 保證裝置的氣密性。

進(jìn)一步地，所述的微波反應(yīng)箱體包括通過(guò)法蘭及螺栓密封相連的箱體和箱門，所述進(jìn)氣管和排氣管延伸至所述箱體左右兩側(cè)。

進(jìn)一步地，所述箱體左右兩側(cè)分別設(shè)置有供所述進(jìn)氣管和排氣管穿過(guò)的進(jìn)氣管通道和排氣管通道，所述箱體中部延伸設(shè)置有測(cè)溫管通道，所述箱門中部延伸設(shè)置有與所述測(cè)溫管通道密封壓合的測(cè)溫管通道密封件。

進(jìn)一步地，所述的箱體與箱門的連接處設(shè)置有密封墊片，所述密封墊片內(nèi)部為柔性保溫墊片，外部為包裹網(wǎng)孔件。

進(jìn)一步地，所述柔性保溫墊片采用橡膠石棉墊片，所述包裹網(wǎng)孔件為金屬絲網(wǎng)。橡膠石棉墊片，可以承受較高溫度，外部包裹網(wǎng)孔為金屬絲網(wǎng)，在法蘭通過(guò)螺栓壓緊后，箱體與箱門間能實(shí)現(xiàn)緊密接觸，起到防止微波泄漏的作用。

進(jìn)一步地，所述的各測(cè)溫管均位于反應(yīng)器的豎直對(duì)稱平面上, 使得兩處測(cè)溫點(diǎn)與微波發(fā)生處距離相同，確保測(cè)量的溫度具有可對(duì)比性。

本實(shí)用新型的熱解反應(yīng)包括如下：平鋪于石英板的生物質(zhì)在微波作用下升溫?zé)峤?，產(chǎn)生的高溫生物油氣體被兩端通入的氮?dú)鈳ё哌M(jìn)入冷凝系統(tǒng)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有的裝置相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本生物質(zhì)微波熱解改進(jìn)型反應(yīng)器裝置以實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便精確為目的，通過(guò)改豎直方向的排氣管為水平方向，使生成的生物油氣體不必克服上升重力等影響，防止生物油冷凝回流，影響生物油質(zhì)量的測(cè)定；縮短了排氣管長(zhǎng)度，減少了氣體在管內(nèi)的行程，降低了在管內(nèi)直接冷凝的時(shí)間，為生物油在冷凝管處充分冷凝創(chuàng)造了條件；

（2）反應(yīng)箱體為上下開(kāi)合，相比于以往箱體，操作空間更大，便于實(shí)驗(yàn)時(shí)取放反應(yīng)器；

（3）反應(yīng)器部件間利用磨口連接，便于實(shí)驗(yàn)前后的組裝拆卸，磨口處磨砂保證裝置的氣密性。排氣管口徑略大于反應(yīng)管，避免產(chǎn)生的生物油粘在磨口處。中間采用石英板作為反應(yīng)承載面，物料取放方便。各反應(yīng)元素集中在反應(yīng)箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，使用靈活，適合科研實(shí)驗(yàn)室使用；

（4）物料平鋪于石英板上，熱電偶探頭不深入物料內(nèi)部，防止因微波在尖端聚集引起中間物料結(jié)塊而外圈物料未充分反應(yīng)；紅外測(cè)溫端口與熱電偶處于同一豎直平面，溫度具有可對(duì)比性。

綜合以上，本實(shí)用新型具有操作簡(jiǎn)單可靠、熱解效果好的優(yōu)點(diǎn)，可用做微波熱解生物質(zhì)反應(yīng)容器，達(dá)到順利有效實(shí)施。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的反應(yīng)器主視示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的反應(yīng)器左視示意圖。

圖3 是本實(shí)用新型實(shí)施例的微波反應(yīng)箱體立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-排氣管；2-排氣段；3-排氣段磨口；4-反應(yīng)段磨口；5-測(cè)溫管；6-反應(yīng)段；7-進(jìn)氣管；8-箱門；9-箱體；10-測(cè)溫管通道密封件；11-測(cè)溫管通道；12-密封墊片；13-包裹網(wǎng)孔件；14-進(jìn)氣管通道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實(shí)施例

如圖1至圖3所示，一種生物質(zhì)微波熱解改進(jìn)型反應(yīng)器裝置，包括開(kāi)合式的微波反應(yīng)箱體、橫向設(shè)置在所述微波反應(yīng)箱體內(nèi)的反應(yīng)器，所述微波反應(yīng)箱體與微波發(fā)生器間通過(guò)波導(dǎo)相連.

如圖1和圖2所示，所述的反應(yīng)器包括可拆接的排氣段2和反應(yīng)段6，所述反應(yīng)段6和排氣段2分別水平設(shè)置有延伸至微波反應(yīng)箱體外的進(jìn)氣管7和排氣管1，所述反應(yīng)段6和進(jìn)氣管7為一體式結(jié)構(gòu)，所述排氣段2和排氣管1為一體式機(jī)構(gòu)，同時(shí)，所述的進(jìn)氣管7和排氣管2的軸線位于同一水平線上。所述反應(yīng)段6中部延伸設(shè)置有若干用安裝紅外和熱電偶測(cè)溫儀的測(cè)溫管5，所述反應(yīng)段6內(nèi)水平設(shè)置有石英板，本實(shí)施例中，反應(yīng)段6的內(nèi)徑為200mm,進(jìn)氣管7和排氣管1的外徑為10mm,長(zhǎng)度為110mm,所述測(cè)溫管5的直徑為10mm,長(zhǎng)度為90mm。

所述的各測(cè)溫管5均位于反應(yīng)器的豎直對(duì)稱平面上, 使得兩處測(cè)溫點(diǎn)與微波發(fā)生處距離相同，確保測(cè)量的溫度具有可對(duì)比性。

所述排氣段2和反應(yīng)段6的分別設(shè)置有用于連接的排氣段磨口3和反應(yīng)段磨口4，排氣段磨口3和反應(yīng)段磨口4的寬度為40mm，所述排氣段2大于反應(yīng)段6的直徑, 使得連接時(shí)排氣段2包裹著反應(yīng)段，避免產(chǎn)生的生物油粘在兩者連接處。

所述的測(cè)溫管5、進(jìn)氣管7和排氣管1的管口處設(shè)置有磨口, 保證裝置的氣密性。

如圖3所示，所述的微波反應(yīng)箱體包括通過(guò)法蘭及螺栓密封相連的箱體9和箱門8，所述箱體9左右兩側(cè)分別設(shè)置有供所述進(jìn)氣管7和排氣管1穿過(guò)的進(jìn)氣管通道14和排氣管通道，所述進(jìn)氣管7和排氣管1延伸至所述箱體9左右兩側(cè)，所述箱體9中部延伸設(shè)置有測(cè)溫管通道11，所述箱門8中部延伸設(shè)置有與所述測(cè)溫管通道11密封壓合的測(cè)溫管通道密封件10。

所述的箱體9與箱門8的連接處設(shè)置有密封墊片，所述密封墊片內(nèi)部為柔性密封墊片12，所述柔性密封墊片12采用橡膠石棉墊片，外部為包裹網(wǎng)孔件13，所述包裹網(wǎng)孔件13為金屬絲網(wǎng)。橡膠石棉墊片可以承受較高溫度，外部包裹網(wǎng)孔為金屬絲網(wǎng)，在法蘭通過(guò)螺栓壓緊后，箱體9與箱門8間能實(shí)現(xiàn)緊密接觸，起到防止微波泄漏的作用。

本實(shí)施例的反應(yīng)過(guò)程如下：

實(shí)驗(yàn)前從進(jìn)氣管7通入氮?dú)庑纬扇毖鯕夥?，將一定量的生物質(zhì)均勻鋪于水平卡在反應(yīng)器內(nèi)的石英板上，檢查完裝置氣密性后打開(kāi)微波發(fā)生器，生物質(zhì)在微波能作用下升溫?zé)峤?，反?yīng)產(chǎn)生的生物油被氮?dú)鈴呐艢夤?帶出后進(jìn)入冷凝系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。