本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)物料共熱解時發(fā)生異相反應(yīng)的熱解裝置，具體指一種兩物料共熱解異相反應(yīng)的裝置。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)作為一種可再生能源，來源廣泛，具有替代化石燃料的應(yīng)用前景。生物質(zhì)快速熱解制備生物油技術(shù)因具有周期短、成本低、效率高等優(yōu)點，受到各界廣泛關(guān)注。國內(nèi)外有許多關(guān)于各種生物質(zhì)單獨熱解的研究，混合熱解的研究大多還在探索階段，并且許多研究都是針對兩種物料在共熱解時是否存在協(xié)同作用展開的，熱解時的協(xié)同效應(yīng)是指兩種或兩種以上的組分混合后發(fā)生共熱解，整體產(chǎn)物大于各種組分單獨熱解時產(chǎn)物的線性疊加總和?，F(xiàn)階段研究兩種物料在共熱解過程中發(fā)生協(xié)同作用機理的實驗是將兩物料直接混合進行熱解，通過GC-MS、HPLC、紅外光譜等手段的聯(lián)合采用，通過對產(chǎn)物的分析推測熱解機理及存在的協(xié)同效應(yīng)，但不能推斷該共熱解協(xié)同機理是均相發(fā)生還是異相發(fā)生，實時熱態(tài)揮發(fā)分與半焦的反應(yīng)過程及反應(yīng)產(chǎn)物不明確，也未能為研究協(xié)同機理發(fā)生在哪種組分之間提供實驗依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為在共熱解瞬態(tài)下一物料熱解產(chǎn)生的熱態(tài)揮發(fā)分氣體與另一物料熱解產(chǎn)生的熱態(tài)半焦之間的相互反應(yīng)，為兩種物料共熱解的提供新思路，從而便于理解兩物料之間發(fā)生協(xié)同效應(yīng)的機理，為全面了解生物質(zhì)共熱解機理提供實驗依據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種兩物料共熱解異相反應(yīng)的裝置，其特征在于，包括反應(yīng)容器、封蓋、長豎管、短豎管和不銹鋼多目網(wǎng)；所述反應(yīng)容器通過封蓋密封；所述反應(yīng)容器內(nèi)部側(cè)壁上設(shè)置有不銹鋼多目網(wǎng)；所述不銹鋼多目網(wǎng)將反應(yīng)容器分成上下兩部分；所述長豎管一端穿過封蓋并延伸至不銹鋼多目網(wǎng)以下的空間；所述長豎管另一端上安裝有第一投料密封蓋；所述第一投料密封蓋與封蓋之間的長豎管上設(shè)置有第一閥門開關(guān)；所述短豎管一端穿過封蓋并延伸至不銹鋼多目網(wǎng)以上的空間；所述短豎管另一端安裝有第二投料密封蓋；所述第二投料密封蓋與封蓋之間的短豎管上設(shè)置有第二閥門開關(guān)；所述封蓋還設(shè)置有進氣管；進氣管一端穿過封蓋并延伸至不銹鋼多目網(wǎng)以下的空間；所述反應(yīng)容器的側(cè)壁上開設(shè)有排氣口，且排氣口置于不銹鋼多目網(wǎng)的上側(cè)。

進一步的，所述進氣管距反應(yīng)容器底部1～3cm。

進一步的，所述排氣口處設(shè)置有過濾網(wǎng)。

進一步的，所述不銹鋼多目網(wǎng)與封蓋平行。

進一步的，所述不銹鋼多目網(wǎng)網(wǎng)目為200。

進一步的，所述不銹鋼多目網(wǎng)所處位置到封蓋的距離占整體的1/2～2/3。

進一步的，所述第一投料密封蓋與長豎管螺紋連接。

進一步的，所述第二投料密封蓋與短豎管螺紋連接。

進一步的，所述反應(yīng)容器通過外加的加熱爐供熱。

有益效果：

通過將兩種不同的物料先后投入到反應(yīng)容器中，不銹鋼多目網(wǎng)可將兩物料分隔開，通過短豎管先投入的物料落到不銹鋼多目網(wǎng)上，發(fā)生熱解反應(yīng)，將其反應(yīng)生成的揮發(fā)分氣體完全排空后，再通過長豎管將另一物料投入到不銹鋼多目網(wǎng)下方的反應(yīng)空間，使其發(fā)生熱解反應(yīng)，生成的揮發(fā)分氣體與第一次投入物料反應(yīng)后剩余在實驗裝置內(nèi)的半焦充分接觸，兩者可發(fā)生異相反應(yīng)。

附圖說明

圖1本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1-第一投料密封蓋；2-第一儲料倉；3-第一閥門開關(guān)；4-封蓋；5-長豎管；6-排氣口；7-反應(yīng)容器；8-不銹鋼多目網(wǎng)；9-進氣管；10-短豎管；11-第二閥門開關(guān)；12-第二儲料倉；13-第二投料密封蓋。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖1對本發(fā)明作進一步的描述：

一種兩物料共熱解異相反應(yīng)的裝置，包括反應(yīng)容器7、封蓋4、長豎管5、短豎管10和不銹鋼多目網(wǎng)8；所述反應(yīng)容器7通過封蓋4密封；所述反應(yīng)容器7內(nèi)部側(cè)壁上設(shè)置有不銹鋼多目網(wǎng)8；所述不銹鋼多目網(wǎng)8將反應(yīng)容器7分成上下兩部分；所述長豎管5一端穿過封蓋4并延伸出不銹鋼多目網(wǎng)8；所述長豎管5另一端上安裝有第一投料密封蓋1；所述第一投料密封蓋1與封蓋4之間的長豎管5上設(shè)置有第一閥門開關(guān)3；所述短豎管10一端穿過封蓋4；所述短豎管10另一端安裝有第二投料密封蓋13；所述第二投料密封蓋13與封蓋4之間的短豎管10上設(shè)置有第二閥門開關(guān)11；所述封蓋4還還設(shè)置有進氣管9；進氣管9一端穿過封蓋4并延伸出不銹鋼多目網(wǎng)8；所述反應(yīng)容器7的側(cè)壁上開設(shè)有排氣口6，且排氣口6置于不銹鋼多目網(wǎng)8的上側(cè)。其中，所述進氣管9距反應(yīng)容器7底部1～3cm。所述排氣口6處設(shè)置有過濾網(wǎng)。所述不銹鋼多目網(wǎng)8與封蓋4平行。所述不銹鋼多目網(wǎng)8網(wǎng)目為200。

所述不銹鋼多目網(wǎng)8所處位置到封蓋4的距離占整體的1/2～2/3。所述第一投料密封蓋1與長豎管5螺紋連接。所述第二投料密封蓋13與短豎管10螺紋連接。所述反應(yīng)容器7通過外加的加熱爐供熱。

一種兩物料共熱解異相反應(yīng)的裝置具體包括反應(yīng)容器7、封蓋4、第一投料密封蓋1、第二投料密封蓋13、第一閥門開關(guān)3、第二閥門開關(guān)11、第一儲料倉2、第二儲料倉12、長豎管5、短豎10、進氣管9、排氣口6和不銹鋼多目網(wǎng)8等。反應(yīng)容器7被不銹鋼多目網(wǎng)8分隔成上下兩個反應(yīng)空間，上下兩空間容積比控制在1：1～2：1，分別用于投放不同的反應(yīng)物料，兩物料所處反應(yīng)空間共用同一氮氣進氣管9，進氣管9距離容器底部為1cm左右，當(dāng)?shù)谝婚y門開關(guān)3、第二閥門開關(guān)11的閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)時，將兩物料加入到第一儲料倉2、第二儲料倉12，然后將第一投料密封蓋1、第二投料密封蓋13擰緊，在不同時間段內(nèi)氮氣流速也不同，實驗開始前流速控制在0.8NL/min左右，投第一種物料時控制在0.2～0.5NL/min，投第二種物料時控制在0.1～0.15NL/min。其中兩物料投放時間間隔以第一種物料熱解反應(yīng)的產(chǎn)物揮發(fā)分氣體在反應(yīng)容器中的停留時間為準，在15min后再投第二種物料，投入的物料發(fā)生熱解反應(yīng)，生成的揮發(fā)分氣體隨著氮氣氣流與第一種物料的熱解產(chǎn)物半焦充分接觸，發(fā)生異相反應(yīng)，生成的氣體產(chǎn)物隨著氮氣氣流進入排氣口6，而固體產(chǎn)物被留在不銹鋼多目網(wǎng)8上，對其收集后可進行一定的分析。

熱解過程如下：

實驗開始前通過進氣管9往反應(yīng)容器7內(nèi)通入氮氣，以排除反應(yīng)容器7內(nèi)的空氣等氧化性氣體，然后分別將兩種物料加入到兩個獨立的第一儲料倉2、第二儲料倉12中，此時第一閥門開關(guān)3、第二閥門開關(guān)11的的閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)，將第一投料密封蓋1、第二投料密封蓋13擰緊后，繼續(xù)通入氮氣，等到反應(yīng)裝置內(nèi)部溫度達到500～600℃時，將可將可以投到不銹鋼多目網(wǎng)8上的第二閥門開關(guān)11的閥門開關(guān)打開，落入反應(yīng)容器7后發(fā)生熱解反應(yīng)，揮發(fā)分氣體隨著通入的具有一定流速的氮氣進入排氣口6，經(jīng)過15min后，再將可以投到不銹鋼多目網(wǎng)8下方的第一閥門開關(guān)3的閥門打開，物料落入反應(yīng)裝置后發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的揮發(fā)分氣體被具有一定流速的氮氣攜帶，與另一物料熱解反應(yīng)的半焦充分接觸，發(fā)生異相反應(yīng)。

實驗裝置的整體操作順序是：將排氣口過濾網(wǎng)6、不銹鋼多目網(wǎng)8在封蓋4與反應(yīng)容器7聯(lián)接之前安裝在相應(yīng)位置，將密封性墊圈放置在反應(yīng)容器7上之后，將投料裝置的長豎管5、短豎管10、進氣管9及封蓋4組成的整體通過螺栓安裝在反應(yīng)容器7上。將進氣管9連接外加氮氣瓶，排氣口6連接外加氣體收集裝置，打開加熱爐的開關(guān)，預(yù)設(shè)溫度控制程序。實驗開始前通過進氣管9往反應(yīng)容器7內(nèi)通入氮氣，以排除實驗裝置內(nèi)的空氣等氧化性氣體，然后分別將兩種物料加入到兩個獨立的第一儲料倉2、第二儲料倉12中，此時投料裝置的閥門第一閥門開關(guān)3、第二閥門開關(guān)11均處于關(guān)閉狀態(tài)，將投料密封蓋第一投料密封蓋1、第二投料密封蓋13擰緊后，繼續(xù)通入氮氣，等到反應(yīng)容器7內(nèi)部溫度達到550℃時，將可以投到不銹鋼多目網(wǎng)8上的投料裝置的第二閥門開關(guān)11打開，落入反應(yīng)裝置后發(fā)生熱解反應(yīng)，揮發(fā)分氣體隨著通入的具有一定流速的氮氣進入排氣口6，排氣口處過濾網(wǎng)可以防止反應(yīng)物料及半焦被氮氣攜帶出反應(yīng)裝置。經(jīng)過15min后，再將可以投到不銹鋼多目網(wǎng)8下方的投料裝置的第一閥門開關(guān)3打開，物料落入反應(yīng)裝置后發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的揮發(fā)分氣體被具有一定流速的氮氣攜帶，與另一物料熱解反應(yīng)的半焦充分接觸，發(fā)生異相反應(yīng)，反應(yīng)生成的揮發(fā)分氣體隨著氮氣氣流進入外加的尾部氣體收集裝置，而固體產(chǎn)物被留在不銹鋼多目網(wǎng)上，對收集到的兩相產(chǎn)物可進行一定的分析，從而為研究兩物料之間發(fā)生協(xié)同效應(yīng)的機理、全面了解生物質(zhì)共熱解機理提供實驗依據(jù)。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。