一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108251140A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810126555.9(22)申请日2018.02.08(71)申请人淮阴师范学院地址223300江苏省淮安市长江西路111号(72)发明人贺建龙熊鹏刘晓燕许家兴徐宁(74)专利代理机构北京元本知识产权代理事务所11308代理人秦力军(51)Int.Cl.C10B53/02(2006.01)C10G1/00(2006.01)G06N3/04(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图1页(54)发明名称一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法(57)摘要本发明属于生物质炭技术领域，公开了一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，选取农业废弃物、竹炭、木炭、草质炭或活性炭作为原料；原料经粉碎机粉碎，过筛，得到炭粉；向炭粉中加入热固性胶粘剂，搅拌均匀；然后阴冷干燥；将炭粉与金属盐类或金属氧化物催化剂并混合均匀，然后加热，微波反应器中进行热解40～60min得到气体产物和固体产物；将得到的气体产物在-4～10℃条件下快速冷凝，可凝部分直接冷凝成为液相高品质生物质油，不凝气体为高热值气体燃料；等。本发明采用农业废弃物为原材料，有利于环境保护和农业废弃物的再利用；本发明中生物质炭材料的制备过程中无焦油产生。CN108251140ACN108251140A权利要求书1/4页1.一种利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，其特征在于，所述利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法包括以下步骤：步骤一，选取农业废弃物、竹炭、木炭、草质炭或活性炭作为原料；步骤二，原料经粉碎机粉碎，过200目筛，得到炭粉；向炭粉中加入热固性胶粘剂，搅拌均匀；步骤三，将炭粉加入到250吨液压成型机中成型，然后阴冷干燥；步骤四，将炭粉与金属盐类或金属氧化物催化剂质量比为10:0.5～1.5加入催化剂并混合均匀，然后以40～50℃/min的升温速率加热至600～700℃在微波反应器中进行热解40～60min得到气体产物和固体产物；步骤五，将步骤四得到的气体产物在-4～10℃条件下快速冷凝，可凝部分直接冷凝成为液相高品质生物质油，不凝气体为高热值气体燃料；步骤六，将步骤四得到的固体产物随炉冷却至室温后取出，得到高产率生物质炭，所述高产率生物质炭作为生产活性炭的原料或者燃料直接使用。2.如权利要求1所述的利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，其特征在于，所述金属盐类催化剂包括：碳酸钠、碳酸钾。3.如权利要求1所述的利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，其特征在于，所述金属氧化物催化剂包括：氧化铝、氧化钙。4.如权利要求1所述的利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，其特征在于，所述微波反应器包括：根据产生气体产物和固体产物物质进行模块化划分的不同物质存储模块；用于控制升温速率的加热控制模块；采用分布式布置方法将图像检测传感器安装在不同物质存储模块并通过信号连接的控制模块；与控制模块和加热控制模块连接，用于对检测的不同物质存储模块图像信息和温度信息进行处理的参数处理模块；与参数处理模块连接，用于显示的显示模块；与显示模块连接，用于对比结果若超过警报值进行报警的警报模块。5.如权利要求4所述的利用微波催化热解生物质定向生产生物质炭的方法，其特征在于，所述参数处理模块的温度信息处理方法包括：基于椭圆基函数的，模糊完备性，作为在线分配机制，使初始化选择避免随机性；对模糊规则重要性做出评价，对输入变量的重要性给出回应；使每条规则的输入变量的宽度根据系统性能的需求来实施在线的实时的自适应调整；具体包括首先初始化系统的预定义参数；以b1，c1为输入量，产生第一个规则；B1为第2个时刻与第1个时刻的功率差，c1为采样步长；确定第一个规则的参数；观测b(n)，c(n)的到来，b(n)为第n个时刻与第n-1个时刻的功率差，c(n)为第n-1个时刻的采样步长；计算马氏距离并找到mdkmin；2CN108251140A权利要求书2/4页计算实际的输出误差确定对应的kd，并与马氏距离mdk进行比较；如果mdk＞kd，系统误差为ek，如果系统误差ek≤ck，则观测控制是否完成，算法结束；如果系统误差ek＞ck，则产生新规则，确定新参数，计算所有规则误差减少率ERR；如果误差减少率ERR小于阈值，则就删去这条规则观测控制是否完成，算法结束；如果误差减少率ERR不小于阈值，则继续产生新的规则，直到满足误差减少率ERR小于阈值；如果mdk≤kd，系统误差为ek，如果系统误差ek＞ke，则计算输入变量的敏感性Bij并调整宽度，调整结论参数，观测控制是否完成，算法结束；如果系统误差ek≥ke，则满足要求，观