微波裂解系统的制作方法

文档序号:16562927发布日期:2019-01-08 22:28
微波裂解系统的制作方法

本实用新型涉及生物质加热领域,尤其涉及生物质微波加热,具体是指一种微波裂解系统。



背景技术:

微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波,是无线电波之间一个有限频带的简称,波长在1mm~1m之间。作为电磁波,微波具有波粒二象性,针对不同的材料表现为穿透、反射及吸收三个特性。

微波裂解为生物质原料提供了一种全新的加热方式,变导热为“体加热”,由于微波能量对物质具有较强的穿透性,达到深层加热的目的,使得热解过程中不仅加热速率快而且更加均匀,极大的改善了加热条件。

由于生物质原料一般为较弱的微波吸收体,在实验微波裂解过程中往往要添加能够更好吸收微波能量的吸收剂如活性炭、焦炭、碳化硅等来实现更有效的加热环境。微波裂解生物质所得裂解油的产率并不高,但根据反应条件的选择可以生产出组成较为单一的裂解油以及吸收性更好的焦炭。微波加热具有高效节能、均匀快速、容易控制、可选择加热等特点。

因此,需要一种能够用于生物质原料的更加有效、产率更高、更稳定的微波裂解系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种能够用于生物质原料的更加有效、产率更高、更稳定的微波裂解系统。

为了实现上述目的,本实用新型的微波裂解系统具有如下构成:

所述的系统包括供气装置、微波裂解装置、冷凝装置、尾气收集装置、检测控制装置,所述的供气装置、冷凝装置均与微波裂解装置内部设置的反应容器气密连接,所述的冷凝装置的出口端与所述的尾气收集装置气密连接,所述的反应容器内设置有测温元件,所述的供气装置设置有流量计和压力表,所述的微波裂解装置设置有磁控管微波发射源,所述的检测控制装置与所述的测温元件、流量计、压力表、磁控管微波发射源相连接,所述的冷凝装置包括数个相串联的冷凝单元,所述的冷凝单元包括三口烧瓶和球形冷凝管,所述的三口烧瓶的其中两个开口分别连接有球形冷凝管。

优选地,所述的尾气收集装置为尾气吸收瓶,所述的尾气吸收瓶内部设置有用于吸收尾气的四氢呋喃。

优选地,所述的球形冷凝管与用于提供循环冷凝水的水泵相连接。

优选地,所述的反应容器为石英反应容器。

优选地,所述的供气装置为气体钢瓶。

优选地,所述系统还包括触摸屏显示装置,所述的触摸屏显示装置与所述的检测控制装置相连接。

采用了该实用新型中的微波裂解系统,能够用于生物质原料,高效节能、均匀快速、容易控制、可选择加热,更加有效、产率更高、更稳定。

附图说明

图1为本实用新型的微波裂解系统的结构示意图。

附图标记

1 供气装置

2 流量计

3 压力表

4 测温元件

5 微波裂解装置

6 反应容器

7 水泵

8 三口烧瓶

9 球形冷凝管

10 尾气收集装置

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示,本实用新型提供的微波裂解系统包括供气装置1、微波裂解装置5、冷凝装置、尾气收集装置10、检测控制装置,所述的供气装置1、冷凝装置均与微波裂解装置5内部设置的反应容器6气密连接,所述的冷凝装置的出口端与所述的尾气收集装置10气密连接,所述的反应容器内设置有测温元件4,所述的供气装置设置有流量计2和压力表3,所述的微波裂解装置设置有磁控管微波发射源,所述的检测控制装置与所述的测温元件、流量计、压力表、磁控管微波发射源相连接,所述的冷凝装置包括数个相串联的冷凝单元,所述的冷凝单元包括三口烧瓶8和球形冷凝管9,所述的三口烧瓶8的其中两个开口分别连接有球形冷凝管9。其中,测温元件可以为接触测温元件热电偶,测温范围:0~1000℃,精度±0.1℃;可以为非接触红外,测温范围为:0~970℃,精度±0.1℃。

在一种较佳地实施方式中,所述的尾气收集装置为尾气吸收瓶,所述的尾气吸收瓶内部设置有用于吸收尾气的四氢呋喃。

在一种较佳地实施方式中,所述的球形冷凝管与用于提供循环冷凝水的水泵7相连接。

在一种较佳地实施方式中,所述的反应容器为石英反应容器。

在一种较佳地实施方式中,所述的供气装置为气体钢瓶。

在一种较佳地实施方式中,所述系统还包括触摸屏显示装置,所述的触摸屏显示装置与所述的检测控制装置相连接

微波裂解过程:开启微波裂解装置,设定好反应时间、微波功率,连接整套系统。打开载气,检测系统的气密性,5min后开启微波。生物质原料在微波作用下裂解产生挥发性气体通过管路系统进入冷凝管,在低温下,可冷凝部分冷凝下来,尾气(不易冷凝气体)进入吸收瓶中被四氢呋喃吸收,然后通过旋转蒸发仪将四氢呋喃去除,反应时间结束。

微波裂解装置可以实现温度控制、手动控制和自动控制。裂解过程中主要控制微波的功率、设定总反应时间以及调节载气的流率,石英反应瓶中开始时为空气,开启载气5min后,保证反应瓶中为无氧环境。

在微波的作用下,生物质原料和吸收剂的混合物吸收微波能量,材料中极性分子在微波的高频电场作用下进行反复的快速取向转动造成摩擦生热,离子在微波作用下的震动也会将能量转化为热量,原料的温度随之上升,达到裂解温度时,有机组分裂解产生挥发分。微波热解相比于常规热解有独特的传质传热规律,物料内外同时被加热。这时物料中心温度会高于外表面温度,这有利于挥发份及时排出,清扫孔道,提高固体产物焦炭的反应性。

通过附图1显示的本实用新型提供的微波裂解系统进行微波裂解生物质时,得到不同生物质微波裂解产物焦炭的表面特征,其中不同生物质微波裂解产物焦炭的表面特征及裂解油的气质联用分析所得组成成分如下表。

不同生物质微波裂解产物焦炭的表面特征

采用了该实用新型中的微波裂解系统,能够用于生物质原料,高效节能、均匀快速、容易控制、可选择加热,更加有效、产率更高、更稳定。

在此说明书中,本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

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