催化剂再生的生物质微波催化热解方法及其一体化装置.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CN110066671A(43)申请公布日2019.07.30(21)申请号201910392371.1(22)申请日2019.05.13(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人马晓茜陈丽尧余昭胜曾祥浩(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍江裕强(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)C10B47/02(2006.01)C10B57/00(2006.01)C10G1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称催化剂再生的生物质微波催化热解方法及其一体化装置(57)摘要本发明公开了一种催化剂再生的生物质微波催化热解方法及其一体化装置。所述方法包括如下步骤：生物质进入热解区进行热解反应后生成的固体残留物成为生物炭，热解气经生物炭层脱除焦油，进入放置有催化剂的催化区，进行进一步的裂解催化。热解区、焦油脱除区、催化重整区和催化剂再生区主要由微波加热装置供热，而催化剂再生区向外辐射的热量作为辅助供热。热解区、焦油脱除区、催化重整区接收辐射的热量，保证热解区、焦油脱除区、催化重整区快速、稳定达到设定温度。所述一体化装置将普遍分离的催化热解与催化剂再生两个过程联系在同一套装置内，实现热量的分级利用、能量利用效率高、节能环保，可广泛地适用于生物质热解领域，应用前景较广。CN110066671ACN110066671A权利要求书1/2页1.催化剂再生的生物质微波催化热解一体化装置，其特征在于，所述一体化装置包括气体装置（1）、立式石英管（4）、微波加热装置（7）、催化剂再生区（8）、催化重整区（11）、失活催化剂收集区（13）、螺旋给料器（16）、冷凝区；气体装置（1）连接于立式石英管（4）的侧壁，向立式石英管（4）通入惰性气体，立式石英管（4）内放置有生物质，惰性气体为生物质提供无氧的环境和载气；所述立式石英管（4）从上到下依次是进料区、热解区、焦油脱除区和出料区，进料区上设有入口，出料区底部设有出口，生物质从入口处加入，生物质在热解区热解后产生热解气和生物炭，生物炭进入焦油脱除区构成生物炭床层，热解气随载气向下流经焦油脱除区被脱除焦油，生物炭从出口排出；催化重整区（11）的一侧连接于出料区的立式石英管（4）侧壁，另一侧连接冷凝区，催化重整区（11）内放置有催化剂，脱除焦油后的热解气流经催化重整区（11）被裂解催化，裂解催化后的热解气进入冷凝区被收集；催化重整区（11）的下方连接失活催化剂收集区（13），失活催化剂收集区（13）用于收集催化重整区（11）内失活的催化剂，催化重整区（11）的上方连接催化剂再生区（8），催化剂再生区（8）用于失活的催化剂的再生；失活催化剂收集区（13）和催化剂再生区（8）之间连接有螺旋给料器（16），失活的催化剂通过螺旋给料器（16）加入到催化剂再生区（8），失活的催化剂再生后，从催化剂再生区（8）回到催化重整区（11）；微波加热装置（7）设置在立式石英管（4）和催化剂再生区（8）之间，微波加热装置（7）的外壁上设置导向装置，所述微波加热装置（7）通过导向装置向热解区、焦油脱除区、催化剂再生区（8）、催化重整区（11）供热。2.根据权利要求1所述的催化剂再生的生物质微波催化热解一体化装置，其特征在于，催化剂再生区（8）的上部设有一开口，通过所述开口向催化剂再生区（8）加入失活的催化剂和通入空气，催化剂再生区（8）的底部为绝热层，防止催化剂再生区（8）中失活的催化剂再生后的剩余热量对催化重整区（11）直接进行辐射，造成催化重整区（11）的温度过高，催化剂再生区（8）的侧壁为导热层，催化剂再生区（8）中失活的催化剂再生后的剩余热量通过侧壁辐射给立式石英管（4）的热解区和焦油脱除区、催化重整区（11），为热解区的生物质的热解、热解气的脱除焦油和热解气的裂解催化辅助供热。3.根据权利要求1所述的催化剂再生的生物质微波催化热解一体化装置，其特征在于，所述一体化装置还包括阀门，阀门包括第一阀门（9）、第二阀门（10）和第三阀门（12）；催化剂再生区（8）和催化重整区（11）之间连接有第一管道，第一阀门（9）和第二阀门（10）从上到下分布在第一管道上；催化重整区（11）和失活催化剂收集区（13）之间连接有第二管道，第三阀门（12）分布在第二管道上。4.根据权利要求1所述的催化剂再生的生物质微波催化热解一体化装置，其特征在于，所述一体化装置还包括温控器，所述温控器包括第一温控器（5）、第二温控器（6）和第三温控器（15），第一温控器（5）设置于热解区的立式石英管（4）侧壁上，用于监测热解区的温度；第二温控器（6）设置于焦油脱除区的立