9-多孔滤杯，10-布风板，11-弹性盖板，12-弹黃，13-往复结构。
【具体实施方式】
[0031]实施例1
[0032]本实施例所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，其特征在于:所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，包括预热罐2、固体粉末生物质进料器3、平行流化床反应器4、多通道气体分配器5、多通道加热炉6、温控系统7、高分辨飞行质谱8 ;
[0033]其中:气源I与预热罐2连接，预热罐2通过多通道气体分配器5与多通道加热炉6连接；平行流化床反应器4安装在多通道加热炉6中；温控系统7分别与多通道加热炉6和高分辨飞行质谱8连接；固体粉末生物质进料器3与平行流化床反应器4连接；
[0034]将气源I预热，经过多通道气体分配器与每个反应器相连接；之后经由布风板进入每个反应器；在反应过程中可以通过生物质进料器进行多次生物质进料；反应产生的烟尘和气化产物经由气固分离滤杯进行分离，气化产物经由带有保温的管线输送进入高分辨飞行质谱进行检测。
[0035]所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，包括4?16个平行流化床反应器4，每4个平行流化床反应器4都具有独立的反应腔体，每个平行流化床反应器4都有进口并与多通道气体分配器相连接，用于流化的气体经由多通道气体分配器5经过进口进入反应腔体，流化在反应器腔体内的催化剂；每个平行流化床反应器4还具有出口，每个出口前有多孔滤杯9，气化产物经由流化气体吹送，带出反应器进入高分辨飞行质谱；平行流化床反应器4的下面带有布风板10。
[0036]所述的高分辨飞行质谱8为高分辨飞行质谱检测仪。反应温度在100°C?700°C之间，反应条件为常压。能够评价固体生物质以及其他固体碳氢化合物催化热裂解催化剂的反应功能。采用多孔滤杯实现气化产物与催化剂颗粒以及其他固体颗粒的分离。可实现固体生物质以及其他固体碳氢化合物的快速热解以及热裂解。固体碳氢化合物包括煤粉末、生物质粉末以及其他固体碳氢化合物粉末。生物质包括植物、微生物以及植物、微生物为食的动物以及产生的废气物经过加工研磨得到的固体粉末。煤粉末包括无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤以及褐煤经过加工研磨得到的粉末。其他固体碳氢化合物粉末包括天然或者经过某些加工手段得到的含有碳氢元素的物质经过研磨得到的固体粉末。
[0037]所述的固体碳氢化合物粉末，其粒径范围在4目到100目，100目到400目以及400目到800目ο
[0038]采用固体粉末生物质进料器实现流化床反应器工作条件下的生物质进料。该固体粉末进料器可以实现不同粒径的固体粉末的间歇性累计定量添加。
[0039]所述的固体粉末生物质进料器3，包含弹簧12，实现复位功能的往复式填料装置13，弹性盖板11 ；
[0040]固体粉末生物质进料器3内部上部带有弹性盖板11，弹簧12顶着实现复位功能的往复式填料装置13。具有实现固体粉末的间歇性加入的功能。能实现低密度的固体粉末在流化床工作状态下的间歇性加入。
[0041]固体生物质进料器，其可以实现生物质在密封条件下加料，并且不影响流化床内催化剂的流化效果。
[0042]如上所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，由多通道加热炉、多通道气体分配器、以及多个流化床反应器组成高通量催化热裂解反应系统，所有反应器统一控温。高通量反应系统可实现快速切换。
[0043]如上所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，采用多孔滤杯来实现催化剂、粉尘以及产物气体的分离。
[0044]如上所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，将产物直接接入到高分辨飞行质谱进行快速在线分析。
[0045]如上所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，采用带有复位功能的往复型填料装置以及弹性盖板的生物质填料器，实现了生物质粉末的间歇性加入。料罐体积可以存放较大量的生物质粉末，并且可以进行微量的间歇性加料，再加上气体辅助脉冲进料，加料过程中无反混。
[0046]由多通道气体分配器、多通道加热炉以及多个流出床组成的高通量反应系统，其中在反应之前往流化床反应器4中添加催化剂，催化剂置于布风板10上，将装填好催化剂的流化床装进多通道加热炉6中。多通道加热炉配有控温系统7。从预热罐2中出来的气体经由多通道气体分配器5与流化床反应器4相连接。
[0047]反应过程中，先将流化床反应器4加热，使其内部的催化剂或其他介质加热到反应温度。经过预热罐2将气体加热至反应温度，之后经由多通道气体分配器5输送至流化床反应器4，以一定的气速将流化床反应器4内的介质流化。当流化床反应器4内的温度以及流场稳定后，由生物质加料器3加入到流化床反应器4内。
[0048]由弹性盖板11将生物质粉末压紧，由往复结构13来控制生物质粉末的加入。由弹簧提供往复结构13的往复动力。当弹簧压下后，往复结构的下端将脱离加料器3的端口，将往复结构中的生物质粉末加入到加料器3下端连接的三通内，再经由载气吹送进入到流化床反应器4中。在往复结构13下压过程中，工字型的往复结构下端脱离加料器3下端口，工字型的往复结构上端将压紧加料器3的侧壁形成密封，防止生物质粉末在加料过程的反吹。
[0049]当生物质粉末加入到反应器之后在高温下发生气化，并与催化剂作用得到产物，气体产物、催化剂颗粒和灰分经由多孔滤杯9进行分离，采用多孔滤杯进行气体固体的分离极大的缩小了反应器的体积，从而更适于组建高度集成的高通量反应体系，气体产物经由带有保温的管线进入到高分辨飞行质谱8中进行快速检测，高分辨飞行质谱8对于气体组分可以实现即时检测，从而可以实现对于生物质催化热裂解过程全程的检测。
【主权项】
1.一种适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，其特征在于:所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，包括预热罐(2)、固体粉末生物质进料器(3)、平行流化床反应器(4)、多通道气体分配器(5)、多通道加热炉(6)、温控系统(7)、高分辨飞行质谱(8); 其中:气源(I)与预热罐(2)连接，预热罐(2)通过多通道气体分配器(5)与多通道加热炉(6)连接；平行流化床反应器(4)安装在多通道加热炉(6)中；温控系统(7)分别与多通道加热炉(6)和高分辨飞行质谱(8)连接；固体粉末生物质进料器(3)与平行流化床反应器⑷连接。2.按照权利要求1所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，其特征在于:所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，包括4?16个平行流化床反应器(4)，每4个平行流化床反应器(4)都具有独立的反应腔体； 每个平行流化床反应器(4)都有进口并与多通道气体分配器相连接，用于流化的气体经由多通道气体分配器(5)经过进口进入反应腔体，流化在反应器腔体内的催化剂；每个平行流化床反应器(4)还具有出口，每个出口前有多孔滤杯(9)，气化产物经由流化气体吹送，带出反应器进入高分辨飞行质谱；平行流化床反应器(4)的下面带有布风板(10)。3.按照权利要求1所述的适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，其特征在于:所述的固体粉末生物质进料器(3)，包含弹簧(12)，实现复位功能的往复式填料装置(13)，弹性盖板(11);固体粉末生物质进料器(3)内部上部带有弹性盖板(11)，弹簧(12)顶着实现复位功能的往复式填料装置(13)。
【专利摘要】一种适用于生物质催化热裂解的高通量反应器，包括预热罐、固体粉末生物质进料器、平行流化床反应器、多通道气体分配器、多通道加热炉、温控系统、高分辨飞行质谱；气源与预热罐连接，预热罐通过多通道气体分配器与多通道加热炉连接；平行流化床反应器安装在多通道加热炉中；温控系统分别与多通道加热炉和高分辨飞行质谱连接；固体粉末生物质进料器与平行流化床反应器连接。本发明的优点：由多通道加热炉、多通道气体分配器、以及多个流化床反应器组成高通量催化热裂解反应系统，所有反应器统一控温。高通量反应系统可实现快速切换。采用多孔滤杯来实现催化剂、粉尘以及产物气体的分离。将产物直接接入到高分辨飞行质谱进行快速在线分析。
【IPC分类】C10B47/24, C10B53/02, C10G1/00
【公开号】CN105713626
【申请号】CN201410729876
【发明人】张宗超, 夏至
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年12月2日