生物质热解气在线联产含碳前驱物和高品质含氧燃料装置的制作方法

1.本发明涉及生物质资源利用技术领域，尤其是一种生物质热解气在线联产含碳前驱物和高品质含氧燃料装置。


背景技术：

2.生物质热解制油是目前最受关注的生物质利用方式之一。然而生物质结构复杂，热解过程中产生的大分子热解气难以被转化为小分子组分，冷凝后得到的生物油中含有较多重质组分，粘度高、流动性差、转化利用困难，目前提质技术成本高、工序复杂，尚未实现规模化生产。此外，大分子热解气官能团较多、易聚合、含碳量高，是制备多孔碳材料的理想碳源。不易聚合的小分子或者聚合产生的小分子有机物通过择形催化，制取高品质的含氧燃料。
3.因此，研发一种紧凑、高效的采用生物质热解气制备含碳前驱物和高品质含氧燃料尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明提供一种可梯级利用生物质热解气在线联产含碳前驱物和高品质含氧燃料的装置，既制备了可进一步炭化的含碳前驱物，又可通过催化制备高品质含氧燃料，实现了生物质热解气梯级利用。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种生物质热解气在线联产含碳前驱物和高品质含氧燃料装置，包括喷淋聚合反应器，所述喷淋聚合反应器上设置有生物质热解气入口和聚合剂入口，所述喷淋聚合反应器的出口连接催化反应器的入口，所述催化反应器的出口连接冷凝器的入口；所述喷淋聚合反应器为温度可控的反应器，为生物质热解气和聚合剂反应提供反应空间，所述喷淋聚合反应器内顶部设置有喷淋管，底部安装有可拆卸式的用于收集含碳前驱物的收集器；所述催化反应器中布置有催化剂，使得小分子热解气催化转化为高品质含氧燃料。
7.所述聚合剂储存在储液箱内，由增压泵输送至喷淋聚合反应器内的喷淋管中，所述喷淋管的结构包括长度和高度可调节的旋转轴，其上装有角度可调式喷液嘴。
8.所述冷凝器出口连接尾气处理装置的入口，使不冷凝热解气经所述尾气处理装置得到深度净化。
9.所述喷淋聚合反应器为连续进料反应器，其与温度控制器连接，并且温度范围在50～400℃。
10.所述催化反应器的温度可调控，其与温度控制器连接，并且温度范围在300～600℃。
11.生物质热解气由管道送入所述生物质热解气入口，所述管道上设置有流量计。
12.所述冷凝器的冷凝介质为冰水混合物。
13.本发明的有益效果如下：
14.本发明分别通过喷淋聚合反应器实现含碳前驱物的制备，再通过催化反应器实现高品质含氧燃料的制备，对生物质热解气进行分级利用，实现了生物质热解气高值化梯级利用，同时解决了生物质催化热解催化剂孔道堵塞以及生物油品质较差的问题。
15.本发明装置将喷淋聚合反应器和催化反应紧密布置，节省了大量空间与材料。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图中：1、阀门；2、流量计；3、温度控制器；4、储液箱；5、增压泵；6、喷淋聚合反应器；7、收集器；8、冷凝器；9、尾气处理装置；10、催化反应器；11、旋转轴；12、喷液嘴。
具体实施方式
18.以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
19.如图1所示，本实施例的生物质热解气在线联产含碳前驱物和高品质含氧燃料装置，包括喷淋聚合反应器6、催化反应器10、温度控制器3、冷凝器8、增压泵5、储液箱4、阀门1、流量计2、喷液嘴12、旋转轴11、收集器7和尾气处理装置9。
20.旋转轴11、喷液嘴12、阀门1、循环泵2、储液箱4、温度控制器3、喷淋聚合反应器6和收集器7相连，组成含碳前驱物制备装置；所述催化反应器10、温度控制箱3和冷凝器8相连，组成高品质含氧燃料制备装置。
21.喷淋聚合反应器6，喷淋聚合反应器6上设置有生物质热解气入口和聚合剂入口，喷淋聚合反应器6的出口连接催化反应器10的入口，催化反应器10的出口连接冷凝器8的入口；喷淋聚合反应器6为温度可控的反应器，为生物质热解气和聚合剂反应提供反应空间，喷淋聚合反应器6内顶部设置有旋转轴11，其上装有角度可调式喷液嘴12，喷淋聚合反应器6内底部安装有可拆卸式的用于收集含碳前驱物的收集器7；催化反应器10中布置有催化剂，使得小分子热解气催化转化为高品质含氧燃料。
22.作为一种实施形式，聚合剂储存在储液箱4内，由增压泵5输送至喷淋聚合反应器6内的喷淋管中，旋转轴11的长度和高度可调节。
23.作为一种实施形式，冷凝器8出口连接尾气处理装置9的入口，使不冷凝热解气经尾气处理装置9得到深度净化。
24.作为一种实施形式，喷淋聚合反应器6为连续进料反应器，其与温度控制器3连接，并且温度范围在50～400℃。
25.作为一种实施形式，催化反应器10的温度可调控，温度范围在300～600℃。
26.作为一种实施形式，生物质热解气由管道送入生物质热解气入口，管道上设置有流量计2。
27.作为一种实施形式，冷凝器8的冷凝介质为冰水混合物。
28.工作过程中，生物质热解后产生的热解气和载气经过位于流量计2前端的阀门1、流量计2进入喷淋聚合反应器6，温度设置为250℃，载气流速为400ml/min，聚合剂从储液箱4由增压泵5、增压泵5后端的阀门1进入到旋转轴11，经过喷液嘴12喷淋到喷淋聚合反应器6内，与生物质热解气充分混合，生物质热解气大分子组分与聚合剂充分混合反应后产生的含碳前驱物掉落至收集器7内，收集器7可拆卸，有利于含碳前驱物收集。生物质热解气小分
子组分和反应中产生的小分子气体经管道进入下催化反应器10，温度设置为550℃。催化反应器10布置有催化剂，生物质热解气小分子组分经催化后，产生含氧燃料并于冷凝器8中收集。不冷凝热解气经尾气处理装置9深度净化后排出。