微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法，包括：微波热解装置、微波衰减通道、测温控温装置；微波热解装置内部设有热解区域；微波衰减通道一端位于微波热解装置内，另一端自微波热解装置延伸至微波热解装置一侧的外部；测温控温装置包括测温仪器及控温仪器；测温仪器位于微波衰减通道远离微波热解装置的一端附近；控温仪器与测温仪器及所述微波热解装置相连通；测温仪器的中心、微波衰减通道的中心及热解区域的中心位于同一水平线上。本发明系统设计合理，微波利用率高，操作方便，安全可靠，可及时调节微波激发功率，使热解区域处于更为稳定的热解温度区间，防止局部热点和飞温的现象发生，有效优化产物分布。
【专利说明】
微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于测温及温控技术领域，特别是涉及一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法。
【背景技术】
[0002]微波加热属于内部加热方式，要求物料中至少有一种组分能够和微波发生强親合，即微波吸收体，以得到比常规加热高出许多的加热速率。与常规加热相比，它具有快速加热和选择性加热的特点，使得电磁波能直接作用于材料分子，转换为热能，实现物料内外同时加热，而物料内部因为散热受到局限，外部会因为与周围物体温度差而损失热量，使得内部温度高于外部，出现温度梯度，内部最快可在几秒钟之内即达到所需温度。但是因为不同材料对微波的介电损耗和损耗正切都是不同的，如碳和热解过程产生的生物炭是良好的微波吸收剂，能够被选择性加热，且碳层表面在微波照射下能够生成稳定微波等离子体区，形成局部热点；而纯生物质吸收、转化微波的能力很差。所以微波加热可以对混合物料达到选择性加热的效果，使得容器和加热物质内部出现较大的温差，继而出现飞温和局部热点现象。
[0003]目前微波反应器温度捕获和控制系统基本采用局部红外成像或定点特制热电偶测温法，对于测试区域外的样品热解温度难以捕捉，从而难以掌握热解过程中物料全域的温度分布和热解情况。这使得微波热解过程中容易出现局部热点和飞温现象，造成微波能量的不合理利用以及产物畸形分布。
[0004]朱华承等人在研究微波干燥土豆的案例中，采用聚四氟乙烯包裹微型红外成像仪，探入微波腔体内部，成功获取了直径Icm 土豆球微波干燥过程中的温度分布。但是该方法测得的样品温度范围和体积大小较小，不适合推广。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法，用于解决现有技术中采用局部红外成像或定点特制热电偶测温法对微波反应器进行温度捕获或控制时存在的对于测试区域外的样品热解温度难以捕捉，从而难以掌握热解过程中物料全域的温度分布和热解情况，使得微波热解过程中容易出现局部热点和飞温现象，造成微波能量的不合理利用以及产物畸形分布的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统包括:微波热解装置、微波衰减通道、测温控温装置;微波热解装置内部设有热解区域，适于生物质样品的热解;所述微波衰减通道一端位于所述微波热解装置内，另一端自所述微波热解装置延伸至所述微波热解装置一侧的外部，适于在所述微波热解装置工作时抑制微波的逸出；所述测温控温装置包括测温仪器及控温仪器;所述测温仪器位于所述微波衰减通道远离所述微波热解装置的一端附近，适于测量所述热解区域的温度;所述控温仪器与所述测温仪器及所述微波热解装置相连通，适于依据所述测温仪器测量的所述热解区域的温度及时调整所述微波热解装置的微波激发功率及热解温度;所述测温仪器的中心、所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。
[0007]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述微波热解装置包括:微波发生器及反应器;所述微波发生器包括功率选择单元，所述功率选择单元与所述控温仪器相连通，适于在所述控温仪器的控制下调节所述微波发生器的激发功率;所述反应器位于所述微波发生器内，所述反应器内设有样品放置区域，适于盛放生物质样品；所述样品放置区域位于所述热解区域内，且所述样品放置区域的中心与所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。
[0008]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述测温仪器为红外热成像仪，所述红外热成像仪的焦点与所述样品放置区域的中心及所述微波衰减通道的中心位于同一水平线上。
[0009]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述红外热成像仪的测温范围为-20 °C?1000 °C ;所述红外热成像仪的测量距离为0.5m?1.0m。
[0010]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述微波衰减通道的长度为0.5m?1.0m;所述微波衰减通道的径向宽度小于微波波长的2/7。
[0011]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统还包括:载气装置及挥发性产物收集装置;所述载气装置的输出端位于所述微波热解装置内，适于在所述微波热解装置热解过程中向所述微波热解装置内输入载气，以将热解过程中产生的挥发性产物自所述微波热解装置带离至所述挥发性产物收集装置;所述挥发性产物收集装置的输入端位于所述微波热解装置内，适于收集所述微波热解装置热解过程中产生的挥发性产物。
[0012]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述载气装置包括:载气瓶、第一输送管路、气体阀及气体流量控制器;所述第一输送管路一端与所述载气瓶相连通，另一端位于所述微波热解装置内，适于将所述载气瓶内存储的载气输送至所述微波热解装置内；所述气体阀位于所述载气瓶及所述微波热解装置之间的所述第一输送管路上，适于控制所述第一输送管路的导通与关闭；所述气体流量控制器位于所述载气瓶及所述微波热解装置之间的所述第一输送管路上，适于调节所述第一输送管路内的载气流量。
[0013]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的一种优选方案，所述挥发性产物收集装置包括:冷凝器、洗气脱杂器、气体收集器及第二输送管路;所述冷凝器、所述洗气脱杂器及所述气体收集器依次经由所述第二输送管路相连通，且所述冷凝器经由所述第二输送管路与所述微波热解装置内部相连通。
[0014]本发明还提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，所述监测调控方法包括以下步骤:
[0015]I)组建如上述任一方案中所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统；
[0016]2)制备生物质样品，将所述生物质样品置于所述微波热解装置内，且所述生物质样品的中心与所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上；
[0017]3)依次启动所述测温控温装置及所述微波热解装置;所述微波热解装置加热至所述生物质样品所需的热解温度，并保持一定的热解时间使所述生物质样品完全热解;所述测温控温装置实时监控所述热解区域全域的温度分布，并依据所述热解区域全域温度分布情况及时调节所述热解温度。
[0018]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的一种优选方案，所述步骤I)之前还包括模拟微波热解装置及微波衰减通道的组合模型的电磁场分布的步骤，以确保后续组建的系统中所述微波衰减通道可以有效阻止微波逸出。
[0019]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的一种优选方案，使用COMSOL多物理场有限元仿真软件模拟所述微波热解装置及所述微波衰减通道的组合模型的电磁场分布。
[0020]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的一种优选方案，所述步骤2)中，制备生物质样品包括以下步骤:
[0021 ] 21)提供生物质原料，将所述生物质原料粉碎后干燥；
[0022]22)将粉碎干燥后的所述生物质原料与生物炭按照所需的比例混合得到所述生物质样品。
[0023]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的一种优选方案，所述生物质原料为稻草秸杆、木肩或褐煤中一种或多种组合;所述生物炭为活性炭。
[0024]作为本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的一种优选方案，所述热解温度为200°C?500°C，所述热解时间为15min?40min。
[0025]如上所述，本发明提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法，具有以下有益效果:
[0026]I)本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统利用衰减通道，抑制了微波逸出，同时为实时观测微波热解生物质过程中的温度分布提供了良好的窗口；
[0027]2)与以往的光纤、热电偶和红外定点测温相比，本发明微波热解生物质实时全景温度监测调控系统采用的测温方法不仅可以测量微波热解生物质过程中的实时温度，而且可以获取热解区域的全局温度并分析得到最高温度；
[0028]3)本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统通过将测温系统和微波控制系统嫁接在一起，有助于实现精准切换微波功率，实现微波热解过程中的温度的准确调控，促进热解区域温度的均匀分布。
[0029]4)本发明系统设计合理，微波利用率高，操作方便，安全可靠，可及时调节微波激发功率，使热解区域处于更为稳定的热解温度区间，防止局部热点和飞温的现象发生，有效优化产物分布。
【附图说明】
[0030]图1至图3显示为本发明实施例一中提供的不同示例中的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的框图。
[0031]图4显示为本发明实施例二中提供的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法的流程图。
[0032]元件标号说明
[0033]I 微波热解装置
[0034]11微波发生器
[0035]111功率选择单元
[0036]12反应器
[0037]2微波衰减通道
[0038]3测温控温装置
[0039]31测温仪器
[0040]32控温仪器[0041 ]4载气装置
[0042]41载气瓶
[0043]42第一输送管路
[0044]43气体阀
[0045]44气体流量控制器
[0046]5挥发性产物收集装置
[0047]51冷凝器
[0048]511焦油收集器
[0049]52洗气脱杂器
[0050]53气体收集器[0051 ]54第二输送管路
[0052]6生物质样品
[0053]7微波
【具体实施方式】
[0054]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0055]请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0056]实施例一
[0057]请参阅图1，本实施例提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统包括:微波热解装置1、微波衰减通道2、测温控温装置3;微波热解装置2内部设有热解区域，适于生物质样品的热解;所述微波衰减通道2一端位于所述微波热解装置I内，另一端自所述微波热解装置I延伸至所述微波热解装置I一侧的外部，适于在所述微波热解装置I工作时抑制微波7的逸出；所述测温控温装置3包括测温仪器31及控温仪器32;所述测温仪器31位于所述微波衰减通道2远离所述微波热解装置I的一端附近，适于测量所述热解区域的温度;所述控温仪器32与所述测温仪器31及所述微波热解装置I相连通，适于依据所述测温仪器31测量的所述热解区域的温度及时调整所述微波热解装置I的微波激发功率及热解温度;所述测温仪器31的中心、所述微波衰减通道2的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。
[0058]请参阅图2，所述微波热解装置I包括:微波发生器11及反应器12;所述微波发生器11包括功率选择单元111，所述功率选择单元111与所述控温仪器32相连通，适于在所述控温仪器32的控制下调节所述微波发生器11的激发功率;所述反应器12位于所述微波发生器11内，所述反应器12内设有样品放置区域，适于盛放生物质样品6;所述样品放置区域位于所述热解区域内，且所述样品放置区域的中心与所述微波衰减通道2的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。
[0059]作为示例，所述微波衰减通道2可以为但不仅限于两端贯通的空心筒状结构;所述微波衰减通道2的材料可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述微波衰减通道2的材料可以为但不仅限于PC塑料。
[0060]作为示例，所述微波衰减通道2的长度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述微波衰减通道2的长度为0.5m?1.0m;所述微波衰减通道2的径向宽度可以根据实际需要选定，但必须确保所述微波发生器11产生的微波尽量不外溢，优选地，本实施例中，所述微波衰减通道2的径向宽度小于微波7的波长的2/7。
[0061]作为示例，所述测温仪器31可以为但不仅限于红外热成像仪，所述红外热成像仪的焦点与所述样品放置区域的中心及所述微波衰减通道2的中心位于同一水平线上。
[0062]作为示例，所述红外热成像仪的测温范围为-20°C?1000°C;所述红外热成像仪的测量距离为0.5m?1.0m。
[0063]作为示例，所述反应器12可以为但不仅限于石英反应瓶。
[0064]作为示例，所述控温仪器可以为但不仅限于电脑。
[0065]请参阅图3，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统还包括:载气装置4及挥发性产物收集装置5;所述载气装置4的输出端位于所述微波热解装置I内，适于在所述微波热解装置I热解过程中向所述微波热解装置I内输入载气，以将热解过程中产生的挥发性产物自所述微波热解装置I带离至所述挥发性产物收集装置5;具体的，所述载气装置4的输出端自所述反应器12的顶部插入至所述反应器12的内部;所述挥发性产物收集装置5的输入端位于所述微波热解装置I内，适于收集所述微波热解装置I热解过程中产生的挥发性产物;具体的，所述挥发性产物收集装置5的输入端自所述反应器12底部插入至所述反应器12的内部。
[0066]作为示例，所述载气装置4包括:载气瓶41、第一输送管路42、气体阀43及气体流量控制器44;所述第一输送管路42—端与所述载气瓶41相连通，另一端位于所述微波热解装置I内，适于将所述载气瓶41内存储的载气输送至所述微波热解装置I内；具体的，所述第一输送管路42另一端自所述反应器12的顶部插入至所述反应器12的内部;所述气体阀43位于所述载气瓶41及所述微波热解装置I之间的所述第一输送管路42上，适于控制所述第一输送管路42的导通与关闭；所述气体流量控制器44位于所述载气瓶41及所述微波热解装置I之间的所述第一输送管路42上，适于调节所述第一输送管路42内的载气流量。
[0067]作为示例，所述挥发性产物收集装置5包括:冷凝器51、洗气脱杂器52、气体收集器53及第二输送管路54;所述冷凝器51、所述洗气脱杂器52及所述气体收集器53依次经由所述第二输送管路54相连通，且所述冷凝器51经由所述第二输送管路54与所述微波热解装置I内部相连通，具体的，所述冷凝器51经由所述第二输送管路54经所述反应器12的底部插入至所述反应器12的内部。
[0068]作为示例，所述冷凝器51内设有用于收集焦油的焦油收集器511。
[0069]本发明的所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的工作原理为:首先，将由生物质原料及生物炭混合后得到的生物质样品6装入所述反应器12内，并将所述反应器12送入所述微波发生器11内；其次，启动所述红外热成像仪及电脑;然后启动所述微波发生器11，使用微波7将所述生物质样品6加热至所需的热解温度，所述红外热成像仪在热解过程中实时记录整个热解区域的温度，并将记录的数据传输至所述电脑，所述电脑分析热解区域内的实时最高温度，并根据分析结果控制功率选择单元111的激发功率，进而调控实际的热解温度，可有效提高微波的利用效率，优化热解温度和热解产物分布；同时，在热解的过程中，打开所述气体阀43，热解生物炭作为微波吸收助剂留在所述反应器12内，载气从所述反应器12的顶部进入，穿过样品热解区域，从所述反应器12的底部流出，可以将热解过程中产生的水分、焦油及热解气带入至所述挥发性产物收集装置5内，并且，油气混合物经过所述冷凝器51时，油气实现分离，焦油冷却被所述焦油收集器511收集，分离的气体经由所述洗气脱杂器52之后进入所述气体收集器53内。
[0070]实施例二
[0071]请参阅图4，本发明还提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，所述监测调控方法包括以下步骤:
[0072]I)组建如实施例一中所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述；
[0073]2)制备生物质样品，将所述生物质样品置于所述微波热解装置内，且所述生物质样品的中心与所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上；
[0074]3)依次启动所述测温控温装置及所述微波热解装置;所述微波热解装置加热至所述生物质样品所需的热解温度，并保持一定的热解时间使所述生物质样品完全热解;所述测温控温装置实时监控所述热解区域全域的温度分布，并依据所述热解区域全域温度分布情况及时调节所述热解温度。
[0075]作为示例，所述步骤I)之前还包括模拟微波热解装置及微波衰减通道的组合模型的电磁场分布的步骤，以确保后续组建的系统中所述微波衰减通道可以有效阻止微波逸出。
[0076]作为示例，使用COMSOL多物理场有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 5.0模拟所述微波热解装置及所述微波衰减通道的组合模型的电磁场分布。
[0077]作为示例，所述步骤2)中，制备生物质样品包括以下步骤:
[0078]21)提供生物质原料，所述生物质原料的重量含水量为8%?15%，将所述生物质原料粉碎后置于50 0C?60 0C的气体中干燥，粉碎干燥后，所述生物质原料的粒径为40目，重量含水量为0.8%?2.0%;
[0079]22)将粉碎干燥后的所述生物质原料与生物炭按照8:1的质量比例混合得到所述生物质样品。
[0080]作为示例，所述生物质原料为稻草秸杆、木肩或褐煤中一种或多种组合;所述生物炭为活性炭。
[0081]作为示例，所述步骤3)中，所述热解温度为200°C?500°C，所述热解时间为15min?40mino
[0082]下面以具体的示例对所述微波热解生物质实时全景温度监测调控方法进行详细说明。
[0083]示例I
[0084]将含水量为11%的稻草秸杆粉碎为40目的粉末后输送至鼓风干燥机，干燥至水分含量为1.2%，以微波为热源，将稻草秸杆和活性炭按8:1的质量比预混后作为热解样品，在N2气氛下加热至500°C，保持15min后冷却得到生物炭，油气混合物冷凝为气体与焦油，用气相色谱检测气体组成，测试结果为半焦收率为17.09%,焦油收率为48.05%；收集的气体的组分为:出:53..46%、0):41.68%、014:0.83%、0)2:4.03%。并且在热解的同时用利用红外成像仪采集热解区域实时温度侧写，反馈到电脑终端，调节微波装置激发功率。
[0085]示例2
[0086]将含水量为8%的木肩粉碎为40目的粉末后输送至鼓风干燥机，干燥至水分含量为0.8%，以微波为热源，将木肩和活性炭按8:1的质量比预混后作为热解样品，在N2气氛下加热至470°C，保持12min后冷却得到生物炭，油气混合物冷凝为气体与焦油，用气相色谱检测气体组成，测试结果为半焦收率为22.98%,焦油收率为39.26%；收集的气体的组分为:H2:43.58%、C0:37.62%、CH4:7.02%、C02:11.78%。并且在热解的同时用利用红外成像仪采集热解区域实时温度侧写，反馈到电脑终端，调节微波装置激发功率。
[0087]示例3
[0088]将含水量为14%的褐煤粉碎为40目的粉末后输送至鼓风干燥机，干燥至水分含量为2.0%，以微波为热源，将木肩和活性炭按8:1的质量比预混后作为热解样品，在N2气氛下加热至260 V，保持30min后冷却得到生物炭，油气混合物冷凝为气体与焦油，用气相色谱检测气体组成，测试结果为半焦收率为76.5%，焦油收率为10.6% ;收集的气体的组分为:H2:34.23%、0):31.27%、014:6.45%、0)2:28.05%。并且在热解的同时用利用红外成像仪采集热解区域实时温度侧写，反馈到电脑终端，调节微波装置激发功率。
[0089]综上所述，本发明提供一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统及方法，所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统包括:微波热解装置、微波衰减通道、测温控温装置;微波热解装置内部设有热解区域，适于生物质样品的热解;所述微波衰减通道一端位于所述微波热解装置内，另一端自所述微波热解装置延伸至所述微波热解装置一侧的外部，适于在所述微波热解装置工作时抑制微波的逸出；所述测温控温装置包括测温仪器及控温仪器;所述测温仪器位于所述微波衰减通道远离所述微波热解装置的一端附近，适于测量所述热解区域的温度;所述控温仪器与所述测温仪器及所述微波热解装置相连通，适于依据所述测温仪器测量的所述热解区域的温度及时调整所述微波热解装置的微波激发功率及热解温度;所述测温仪器的中心、所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统利用衰减通道，抑制了微波逸出，同时为实时观测微波热解生物质过程中的温度分布提供了良好的窗口；与以往的光纤、热电偶和红外定点测温相比，本发明微波热解生物质实时全景温度监测调控系统采用的测温方法不仅可以测量微波热解生物质过程中的实时温度，而且可以获取热解区域的全局温度并分析得到最高温度;本发明的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统通过将测温系统和微波控制系统嫁接在一起，有助于实现精准切换微波功率，实现微波热解过程中的温度的准确调控，促进热解区域温度的均匀分布;本发明系统设计合理，微波利用率高，操作方便，安全可靠，可及时调节微波激发功率，使热解区域处于更为稳定的热解温度区间，防止局部热点和飞温的现象发生，有效优化产物分布。
[0090]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，例如，本发明也可以采用三外延层或多外延层。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于，包括:微波热解装置、微波衰减通道、测温控温装置； 微波热解装置内部设有热解区域，适于生物质样品的热解； 所述微波衰减通道一端位于所述微波热解装置内，另一端自所述微波热解装置延伸至所述微波热解装置一侧的外部，适于在所述微波热解装置工作时抑制微波的逸出； 所述测温控温装置包括测温仪器及控温仪器;所述测温仪器位于所述微波衰减通道远离所述微波热解装置的一端附近，适于测量所述热解区域的温度;所述控温仪器与所述测温仪器及所述微波热解装置相连通，适于依据所述测温仪器测量的所述热解区域的温度及时调整所述微波热解装置的微波激发功率及热解温度； 所述测温仪器的中心、所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。2.根据权利要求1所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述微波热解装置包括:微波发生器及反应器； 所述微波发生器包括功率选择单元，所述功率选择单元与所述控温仪器相连通，适于在所述控温仪器的控制下调节所述微波发生器的激发功率； 所述反应器位于所述微波发生器内，所述反应器内设有样品放置区域，适于盛放生物质样品；所述样品放置区域位于所述热解区域内，且所述样品放置区域的中心与所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上。3.根据权利要求2所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述测温仪器为红外热成像仪，所述红外热成像仪的焦点与所述样品放置区域的中心及所述微波衰减通道的中心位于同一水平线上。4.根据权利要求3所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述红外热成像仪的测温范围为-20°C?1000°C ;所述红外热成像仪的测量距离为0.5m?1.0m05.根据权利要求1所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述微波衰减通道的长度为0.5m?1.0m;所述微波衰减通道的径向宽度小于微波波长的2/7。6.根据权利要求1至5中任一项所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述微波热解生物质实时全景温度监测调控系统还包括:载气装置及挥发性产物收集装置； 所述载气装置的输出端位于所述微波热解装置内，适于在所述微波热解装置热解过程中向所述微波热解装置内输入载气，以将热解过程中产生的挥发性产物自所述微波热解装置带离至所述挥发性产物收集装置； 所述挥发性产物收集装置的输入端位于所述微波热解装置内，适于收集所述微波热解装置热解过程中产生的挥发性产物。7.根据权利要求6所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述载气装置包括:载气瓶、第一输送管路、气体阀及气体流量控制器； 所述第一输送管路一端与所述载气瓶相连通，另一端位于所述微波热解装置内，适于将所述载气瓶内存储的载气输送至所述微波热解装置内； 所述气体阀位于所述载气瓶及所述微波热解装置之间的所述第一输送管路上，适于控制所述第一输送管路的导通与关闭； 所述气体流量控制器位于所述载气瓶及所述微波热解装置之间的所述第一输送管路上，适于调节所述第一输送管路内的载气流量。8.根据权利要求6所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统，其特征在于:所述挥发性产物收集装置包括:冷凝器、洗气脱杂器、气体收集器及第二输送管路； 所述冷凝器、所述洗气脱杂器及所述气体收集器依次经由所述第二输送管路相连通，且所述冷凝器经由所述第二输送管路与所述微波热解装置内部相连通。9.一种微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)组建如权利要求1至8中任一项所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控系统； 2)制备生物质样品，将所述生物质样品置于所述微波热解装置内，且所述生物质样品的中心与所述微波衰减通道的中心及所述热解区域的中心位于同一水平线上； 3)依次启动所述测温控温装置及所述微波热解装置;所述微波热解装置加热至所述生物质样品所需的热解温度，并保持一定的热解时间使所述生物质样品完全热解;所述测温控温装置实时监控所述热解区域全域的温度分布，并依据所述热解区域全域温度分布情况及时调节所述热解温度。10.根据权利要求9所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于:所述步骤I)之前还包括模拟微波热解装置及微波衰减通道的组合模型的电磁场分布的步骤，以确保后续组建的系统中所述微波衰减通道可以有效阻止微波逸出。11.根据权利要求10所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于:使用COMSOL多物理场有限元仿真软件模拟所述微波热解装置及所述微波衰减通道的组合模型的电磁场分布。12.根据权利要求11所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于，所述步骤2)中，制备生物质样品包括以下步骤: 21)提供生物质原料，将所述生物质原料粉碎后干燥； 22)将粉碎干燥后的所述生物质原料与生物炭按照所需的比例混合得到所述生物质样品O13.根据权利要求12所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于:所述生物质原料为稻草秸杆、木肩或褐煤中一种或多种组合;所述生物炭为活性炭。14.根据权利要求9所述的微波热解生物质实时全景温度监测调控方法，其特征在于:所述热解温度为200°C?500°C，所述热解时间为15min?40min。
【文档编号】C10B53/02GK105843287SQ201610165220
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】孙予罕, 孙晓妹, 孔令照, 唐志永, 罗虎, 鲍利伟
【申请人】中国科学院上海高等研究院