一种微波热解制生物油和活性炭的系统

摘要

本发明公开一种微波热解制生物油和活性炭的系统，包括微波热解反应器、旋风分离器、冷凝器、焦炭储料仓、微波活化反应器、气体燃烧器、活性炭冷却塔和氮气发生器；微波热解反应器通过管路与旋风分离器连接，旋风分离器顶部的出气口与冷凝器连接，旋风分离器底部与焦炭储料仓连接；焦炭储料仓底部与微波活化反应器物料进口连接，微波活化反应器物料出口通过管路与活性炭冷却塔的进料口连接，微波活化反应器上的出气口通过管路与燃烧器进气管路连接；冷凝器出气口通过管路与燃烧器相连，燃烧器的出气管路分为两路，一路与微波活化反应器连接，另一路与微波热解反应器的流化气和喷动气管路连接；活性炭冷却塔进气口与氮气管路相连，出气口通过管路并入流化气和喷动气管路，活性炭冷却塔底部设置物料出口。该系统生物质热解率高，能够得到高收率生物油和高品质的活性炭产品，具有良好应用前景。

主权项

一种微波热解制生物油和活性炭的系统，其特征在于：包括微波热解反应器、旋风分离器、冷凝器、焦炭储料仓、微波活化反应器、气体燃烧器、活性炭冷却塔和氮气发生器；微波热解反应器通过管路与旋风分离器连接，旋风分离器顶部的出气口与冷凝器连接，旋风分离器底部与焦炭储料仓连接；焦炭储料仓底部与微波活化反应器物料进口连接，微波活化反应器物料出口通过管路与活性炭冷却塔的进料口连接，微波活化反应器上的出气口通过管路与燃烧器进气管路连接；冷凝器出气口通过管路与燃烧器相连，燃烧器的出气管路分为两路，一路与微波活化反应器连接，另一路与微波热解反应器的流化气和喷动气管路连接；活性炭冷却塔进气口与氮气管路相连，出气口通过管路并入流化气和喷动气管路，活性炭冷却塔底部设置物料出口；微波热解制生物油和活性炭的系统的操作方法，包括如下内容：开启导向喷动流化床的微波发生器，通入喷动气、流化气使反应器内的床料呈局部喷动流化状态，同时通过床料的吸收微波迅速升温，达到热解温度，将喷动气、流化气速率调到设定值，将生物质原料通过螺旋推动送入导向喷动流化床内，使生物质原料迅速受热裂解，产生热解气和部分焦炭被带出流化床，焦炭通过旋风分离器得到收集，而热解气体则进入多级冷凝系统，分别收集不同沸程的生物油；不可凝的热解气体进入燃烧器中点火燃烧，生成高温燃烧气，一部分进入微波活化器作为活化气用于焦炭的微波活化，一部分作为喷动气和流化气的气源由管路进入反应器；从旋风分离器收集的焦炭连续送入焦炭储料仓，来控制焦炭颗粒的连续微波活化，焦炭颗粒进入微波活化反应器吸收微波后迅速升温，并在燃烧气氛围下，于一定的活化温度和时间内制备活性炭产品，活化过程产生的挥发性气体连同未反应活化气一起通过管路回到燃烧器，提供新的活化气源；活化后的活性炭产品送到活性炭冷却塔，通过氮气的反复循环冷却使活性炭降温至100℃以下出料，预热的氮气与部分燃烧气混合后直接作为喷动气和流化气送入微波热解反应器；所述的床料为SiC、SiN、Si‑C‑N或Mo/AlN中的一种或几种，密度为3~4g/cm³，颗粒大小0.1~1.0mm。