一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置及其使用方法，該裝置包括油浴套、釜體、攪拌器、高壓蒸汽發(fā)生器、釜蓋、數(shù)據(jù)采集儀、真空泵、攪拌器、可編程溫控儀及各類(lèi)閥門(mén)管道組成，通過(guò)不同閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)備充分考慮了不同生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝所需的條件，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝，保證生物質(zhì)產(chǎn)物的多樣性，同時(shí)有利于探尋最佳生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝，提高了裝置的利用效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源需求的增加及以PM2.5為首的環(huán)境問(wèn)題日益突出，生物質(zhì)能的地位日益突出，而生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化以其高效清潔性、能源利用率高、轉(zhuǎn)化產(chǎn)物具有多樣性等優(yōu)點(diǎn)，
[0003]已成為該領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。大量研究表明，熱解工藝條件對(duì)生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)物及產(chǎn)量有著重要的影響:加壓熱轉(zhuǎn)化條件下生物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物得率均得到明顯提升，同時(shí)所得產(chǎn)物的表觀活化能和頻率因子隨著壓力的提升而增加；真空熱解生物質(zhì)所得的生物油是一種性能優(yōu)良的能源燃料，同時(shí)其固相副產(chǎn)物熱解炭是制備活性炭的優(yōu)良原材料，其亞甲基藍(lán)吸附值和碘吸附值均達(dá)到較優(yōu)水平。針對(duì)各種復(fù)雜的工藝條件，隨之出現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)、功能各異的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，但現(xiàn)有生物質(zhì)燃料生產(chǎn)設(shè)備均為由多臺(tái)獨(dú)立功能的設(shè)備組合而成，機(jī)構(gòu)復(fù)雜的同時(shí)，產(chǎn)物性質(zhì)單一，設(shè)備整體造價(jià)較高，設(shè)備利用效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置及其使用方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，包括油浴套、釜體和釜蓋，釜體為一端開(kāi)口的桶狀結(jié)構(gòu)，釜體置于油浴套中，釜蓋安裝在釜體的開(kāi)口面，釜體與釜蓋之間設(shè)置密封圈，用于密封釜體，釜體與釜蓋圍成的區(qū)域是反應(yīng)室，釜體底部底部設(shè)置卸料口，其特征在于在釜蓋上設(shè)置進(jìn)氣管和壓力管，進(jìn)氣管的一端貫穿釜蓋伸向釜體的底部，進(jìn)氣管的另一端連接進(jìn)氣三通，進(jìn)氣三通的剩余兩端分別連接真空控制閥和高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽控制閥另一端連接高壓蒸汽發(fā)生器，真空控制閥的另一端連接真空泵，壓力管的一端貫穿釜蓋伸向釜體的頂部，壓力管的另一端連接壓力三通，壓力三通的剩余兩端分別連接真空壓力表閥和高壓蒸汽壓力表閥，高壓蒸汽壓力表閥另一端與壓力表連接，真空壓力表閥另一端與真空計(jì)連接，油浴套與可編程溫控儀相連。
[0006]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括電機(jī)、攪拌器和攪拌轉(zhuǎn)軸，電機(jī)設(shè)置在釜蓋上方，攪拌器設(shè)置在釜體內(nèi)，攪拌轉(zhuǎn)軸貫穿釜蓋連接電機(jī)和攪拌器。
[0007]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，密封圈是石墨密封圈。
[0008]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，攪拌轉(zhuǎn)軸是空心的管狀結(jié)構(gòu)，在管腔中設(shè)置熱電偶用于采集釜內(nèi)溫度信息，熱電偶與數(shù)據(jù)采集儀連接。
[0009]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，還包括壓力緩沖管和自動(dòng)泄壓閥，壓力緩沖管一端貫穿釜蓋通向反應(yīng)室頂部，壓力緩沖管另一端連接自動(dòng)泄壓閥。
[0010]一種上述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室內(nèi)后通過(guò)密封圈進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀程序使油浴套開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)高壓蒸汽控制閥和高壓蒸汽壓力表閥，使高壓蒸汽發(fā)生器和壓力表16處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱轉(zhuǎn)化工藝。
[0011]一種上述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室內(nèi)后通過(guò)密封圈進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀程序使油浴套開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)真空控制閥和真空壓力表閥，使真空泵和真空計(jì)處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)真空熱轉(zhuǎn)化工藝。
[0012]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):利用高效、清潔的生物質(zhì)新能源作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，對(duì)解決目前的資源、環(huán)境問(wèn)題提供了一種有效途徑；可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝，滿(mǎn)足不同生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝所需的條件，保證了生物質(zhì)產(chǎn)物的多樣性，同時(shí)有利于探尋最佳生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝，提高裝置的利用效率；各類(lèi)儀表、控制儀和閥門(mén)的組合有利于保證本轉(zhuǎn)化裝置的高精度。本設(shè)備充分考慮了不同生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝所需的條件，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝，保證生物質(zhì)產(chǎn)物的多樣性，同時(shí)有利于探尋最佳生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝，提高了裝置的利用效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例1
[0016]如圖1所示，一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，包括油浴套1、釜體3和釜蓋9，釜體3為一端開(kāi)口的桶狀結(jié)構(gòu)，釜體3置于油浴套1中，釜蓋9安裝在釜體3的開(kāi)口面，釜體3與釜蓋9之間設(shè)置密封圈7，用于密封釜體3，釜體3與釜蓋9圍成的區(qū)域是反應(yīng)室24，釜體3底部底部設(shè)置卸料口 2，其特征在于在釜蓋9上設(shè)置進(jìn)氣管5和壓力管21，進(jìn)氣管5的一端貫穿釜蓋9伸向釜體3的底部，進(jìn)氣管5的另一端連接進(jìn)氣三通10，進(jìn)氣三通10的剩余兩端分別連接真空控制閥12和高壓蒸汽控制閥8，高壓蒸汽控制閥8另一端連接高壓蒸汽發(fā)生器6，真空控制閥12的另一端連接真空泵14，壓力管21的一端貫穿釜蓋9伸向釜體3的頂部，壓力管21的另一端連接壓力三通18，壓力三通18的剩余兩端分別連接真空壓力表閥17和高壓蒸汽壓力表閥19，高壓蒸汽壓力表閥19另一端與壓力表19連接，真空壓力表閥17另一端與真空計(jì)16連接，油浴套1與可編程溫控儀26相連。通過(guò)不同閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝，保證生物質(zhì)產(chǎn)物的多樣性，使得同一臺(tái)設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種條件。
[0017]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括電機(jī)15、攪拌器4和攪拌轉(zhuǎn)軸25，電機(jī)15設(shè)置在釜蓋9上方，攪拌器4設(shè)置在釜體3內(nèi)，攪拌轉(zhuǎn)軸25貫穿釜蓋9連接電機(jī)15和攪拌器4。攪拌器4的使用能夠保證釜內(nèi)生物質(zhì)受熱均勻，保證反應(yīng)過(guò)程接近理想化條件。
[0018]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，密封圈7是石墨密封圈7。石墨能夠耐高溫，且導(dǎo)熱性能優(yōu)異，不會(huì)造成釜體3與釜蓋9溫度差異太大，熱漲程度不均一造成漏氣，適合在加熱裝置中作為密封件使用，可以防止裝置漏氣導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大。
[0019]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，攪拌轉(zhuǎn)軸25是空心的管狀結(jié)構(gòu)，在管腔中設(shè)置熱電偶11用于采集釜內(nèi)溫度信息，熱電偶11與數(shù)據(jù)采集儀13連接。
[0020]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于，還包括壓力緩沖管23和自動(dòng)泄壓閥22，壓力緩沖管23 —端貫穿釜蓋9通向反應(yīng)室24頂部，壓力緩沖管23另一端連接自動(dòng)泄壓閥22。當(dāng)釜內(nèi)壓力高于設(shè)定極限壓力時(shí)，自動(dòng)泄壓閥22自動(dòng)泄氣以維持反應(yīng)室24內(nèi)的恒壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)恒壓熱轉(zhuǎn)化工藝。
[0021]本設(shè)備充分考慮了不同生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝所需的條件，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱解、常壓熱解以及真空熱解等多種復(fù)雜工藝，保證生物質(zhì)產(chǎn)物的多樣性，同時(shí)有利于探尋最佳生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化工藝，提高了裝置的利用效率。
[0022]實(shí)施例2
[0023]一種上述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋9打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室24內(nèi)后通過(guò)密封圈7進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀26程序使油浴套1開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)15通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸25帶動(dòng)攪拌器4轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)高壓蒸汽控制閥8和高壓蒸汽壓力表閥19，使高壓蒸汽發(fā)生器6和壓力表16處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱轉(zhuǎn)化工藝。
[0024]實(shí)施例3
[0025]一種上述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋9打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室24內(nèi)后通過(guò)密封圈7進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀26程序使油浴套1開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)15通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸25帶動(dòng)攪拌器4轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)真空控制閥12和真空壓力表閥17，使真空泵14和真空計(jì)16處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)真空熱轉(zhuǎn)化工藝。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，包括油浴套、釜體和釜蓋，所述釜體為一端開(kāi)口的桶狀結(jié)構(gòu)，所述釜體置于所述油浴套中，所述釜蓋安裝在所述釜體的開(kāi)口面，所述釜體與所述釜蓋之間設(shè)置密封圈，用于密封所述釜體，所述釜體與所述釜蓋圍成的區(qū)域是反應(yīng)室，所述釜體底部底部設(shè)置卸料口，其特征在于在所述釜蓋上設(shè)置進(jìn)氣管和壓力管，所述進(jìn)氣管的一端貫穿所述釜蓋伸向所述釜體的底部，所述進(jìn)氣管的另一端連接進(jìn)氣三通，所述進(jìn)氣三通的剩余兩端分別連接真空控制閥和高壓蒸汽控制閥，所述高壓蒸汽控制閥另一端連接高壓蒸汽發(fā)生器，所述真空控制閥的另一端連接真空泵，所述壓力管的一端貫穿所述釜蓋伸向所述釜體的頂部，所述壓力管的另一端連接壓力三通，所述壓力三通的剩余兩端分別連接真空壓力表閥和高壓蒸汽壓力表閥，所述高壓蒸汽壓力表閥另一端與壓力表連接，所述真空壓力表閥另一端與真空計(jì)連接，所述油浴套與可編程溫控儀相連。
2.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，還包括電機(jī)、攪拌器和攪拌轉(zhuǎn)軸，所述電機(jī)設(shè)置在所述釜蓋上方，所述攪拌器設(shè)置在所述釜體內(nèi)，所述攪拌轉(zhuǎn)軸貫穿所述釜蓋連接所述電機(jī)和所述攪拌器。
3.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述密封圈是石墨密封圈。
4.如權(quán)利要求2所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述攪拌轉(zhuǎn)軸是空心的管狀結(jié)構(gòu)，在管腔中設(shè)置熱電偶用于采集釜內(nèi)溫度信息，所述熱電偶與數(shù)據(jù)采集儀連接。
5.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，還包括壓力緩沖管和自動(dòng)泄壓閥，所述壓力緩沖管一端貫穿所述釜蓋通向所述反應(yīng)室頂部，所述壓力緩沖管另一端連接自動(dòng)泄壓閥。
6.一種如權(quán)利要求2所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室內(nèi)后通過(guò)密封圈進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀程序使油浴套開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)高壓蒸汽控制閥和高壓蒸汽壓力表閥，使高壓蒸汽發(fā)生器和壓力表16處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)加壓熱轉(zhuǎn)化工藝。
7.—種如權(quán)利要求2所述一種生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化裝置的使用方法，其特征在于步驟如下:步驟一、將釜蓋打開(kāi)，將生物質(zhì)原料加入反應(yīng)室內(nèi)后通過(guò)密封圈進(jìn)行密封；步驟二、設(shè)定可編程溫控儀程序使油浴套開(kāi)始加熱；步驟三、開(kāi)啟電機(jī)通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，保證生物質(zhì)物料受熱均勻；步驟四、打開(kāi)真空控制閥和真空壓力表閥，使真空泵和真空計(jì)處于工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)真空熱轉(zhuǎn)化工藝。
【文檔編號(hào)】C10J3/20GK104342209SQ201410610646
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】馬培勇, 孫亞棟, 邢獻(xiàn)軍, 李慧, 李濤, 胡運(yùn)龍 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)