一种用于生物质热解制备样品的装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物质处理技术领域，更具体的，涉及一种用于生物质热解制备样品的装置。


背景技术：

2.能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来，世界化石能源资源迅速消耗，人类赖以生存的生态环境不断恶化，人类社会的可持续发展受到严重威胁，能源消耗、环境保护和经济发展这三者间的矛盾日益突出，加快开发利用可再生能源势在必行。生物质能作为可再生能源的重要组成部分，在整个能源消耗系统中占有重要地位，具有广阔的发展前景。
3.但是生物质具有含碳量低，含氧量高、热值低以及粉碎能耗高等缺陷，直接对收集、运输、贮藏以及后续的利用过程产生影响。生物质热化学转化的规模化应用受到限制，相比于煤炭，生物质挥发分含量较高，在进行燃烧时，具有较高的活性，容易燃烧完全；然而，生物质燃料都含有大量的碱金属，尤其是k，同时还有大量的cl、s等相关元素，在生物质热化学转化过程中，部分氯和碱金属将释放至气相，容易造成相关的设备运行和环境污染问题。热化学转化作为目前生物质利用的主要方式，热解过程又是气化、燃烧等各种热化学转化过程所必经的一个重要阶段，研究生物质在不同热解温度下的固、液、气产物的赋存形态及分布对生物质的规模化应用有着重要的影响。但是，目前却没有较好的装置可以较好地将生物质热解制备研究样品，不能满足生物质的热解研究需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于生物质热解制备样品的装置，该装置可以有效控制不同生物质的热解温度，还可以在热解的同时对热解产物进行分析。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
6.一种用于生物质热解制备样品的装置，包括热解反应器、第一氮气预热管、第二氮气预热管、保温装置以及气体分析仪，所述第一氮气预热管以及所述第二氮气预热管均与所述热解反应器的进气口连通；所述保温装置包括保温层与空气预热管，所述保温层设置在所述热解反应器外壁，所述保温层与所述空气预热管的出气口连通，所述气体分析仪与所述热解反应器的出气口连通，所述气体分析仪下游连有冷凝器。
7.在本实用新型较佳地技术方案中，还包括氮气储气罐，所述氮气储气罐通过管道与所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管连通。
8.在本实用新型较佳地技术方案中，所述氮气储气罐与所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管之间设有缓冲罐，所述氮气储气罐与所述缓冲罐连通，所述缓冲罐与所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管连通。
9.在本实用新型较佳地技术方案中，所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管以及所述空气预热管内均填充有氧化铝陶瓷球。
10.在本实用新型较佳地技术方案中，所述缓冲罐与所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管连接管道上均安装有流量计。
11.在本实用新型较佳地技术方案中，所述第一氮气预热管、所述第二氮气预热管与所述热解反应器连通的管路上、所述空气预热管与所述保温层连通的管路上均安装有温度感应器。
12.在本实用新型较佳地技术方案中，所述空气预热管的进气口一端安装有空气检测器。
13.在本实用新型较佳地技术方案中，所述热解反应器中设有整流板，所述整流板靠近所述热解反应器的进气口设置。
14.在本实用新型较佳地技术方案中，所述冷凝器的出气端连有尾气处理装置。
15.在本实用新型较佳地技术方案中，所述保温层将所述热解反应器的侧壁完全包覆。
16.本实用新型的有益效果为：
17.本实用新型提供的一种用于生物质热解制备样品的装置，该装置通过两个氮气预热管向热解反应器提供加热后的氮气，两个氮气预热管可以精准控制进入热解反应器的氮气温度，氮气直接接触生物质，更能有效控制热解反应的温度；热解时先通过第一氮气预热管对放入热解反应器的生物质进行干燥，可以有效解决后续投放物料生物质样品的吸水问题。热解反应器外壁设有保温层，可以对热解反应器进行保温，保温层中通入经过预热的空气，保证保温层各个部位的温度一致，更有利于热解反应的进行。而热解反应器的出气口直接与气体分析仪连接，可以直接对热解反应产生的气体进行分析，提高分析效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.其中：
20.图1是本实用新型提供的一种用于生物质热解制备样品的装置的结构示意图。
21.附图标记：
22.1、热解反应器；2、第一氮气预热管；3、第二氮气预热管；4、缓冲罐；5、氮气储气罐；6、保温装置；7、流量计；8、温度感应器；11、整流板；61、保温层；62、空气预热管；63、空气检测器；102、气体分析仪；104、冷凝器；106、尾气处理装置。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、
后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
25.一种用于生物质热解制备样品的装置，包括热解反应器1、第一氮气预热管2、第二氮气预热管3、保温装置6以及气体分析仪102，所述第一氮气预热管2以及所述第二氮气预热管3均与所述热解反应器1的进气口连通；所述保温装置6包括保温层61与空气预热管62，所述保温层61设置在所述热解反应器1外壁，进一步地，所述保温层61将所述热解反应器1的侧壁完全包覆。所述保温层61与所述空气预热管62的出气口连通，更具体地，所述空气预热管62上游安装有风机。所述气体分析仪102与所述热解反应器1的出气口连通，所述气体分析仪102下游连有冷凝器104。
26.更具体地，所该装置的工作过程是：先将生物质原料预先放入所述热解反应器1中，此时所述第二氮气预热管3及所述第二氮气预热管3与所述热解反应器1之间的气体管道处于关闭状态。所述第一氮气预热管2提供加热后的氮气对所述热解反应器1内的生物质进行吹扫及干燥，确保所述热解反应器1内为惰性气氛并对生物质的水分进行脱除。确保反应器内为惰性气氛且生物质被干燥后关闭所述第一氮气预热管2及相关管道，将所述第二氮气预热管3及相关气体管道打开，提供设定温度的氮气充入所述热解反应器1内，同时通过所述空气预热管62及气体管道提供相同设定温度的空气注入气体保温层61中，生物质在设定温度的氮气气氛中进行热解，热解产生的固体产物待热解反应结束后进行收集分析，气体产物通过所述气体分析仪102进行在线测量分析，液体产物经所述冷凝器104冷凝后收集进行后续分析。
27.上述的一种用于生物质热解制备样品的装置，该装置通过两个氮气预热管向所述热解反应器1提供加热后的氮气，两个氮气预热管可以精准控制进入热解反应器1的氮气温度，氮气直接接触生物质，更能有效控制热解反应的温度；热解时先通过所述第一氮气预热管2对放入热解反应器1的生物质进行干燥，可以有效解决后续投放物料生物质样品的吸水问题。所述热解反应器1外壁设有所述保温层61，可以对所述热解反应器1进行保温，所述保温层61中通入经过预热的空气，保证所述保温层61各个部位的温度一致，更有利于热解反应的进行。而所述热解反应器1的出气口直接与所述气体分析仪102连接，可以直接对热解反应产生的气体进行分析，提高分析效率。
28.进一步地，还包括氮气储气罐5，所述氮气储气罐5通过管道与所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3连通。所述氮气储气罐5中储存有高纯度氮气，用于为所述热解反应器1提供热解反应的氮气，所述氮气储气罐5可以设置多个。
29.进一步地，所述氮气储气罐5与所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3之间设有缓冲罐4，所述氮气储气罐5与所述缓冲罐4连通，所述缓冲罐4与所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3连通。所述缓冲罐4起缓冲减压的作用，所述氮气储气罐5的氮气先在所述缓冲罐4聚集缓冲，然后可以更平稳地进入所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3中。
30.进一步地，所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3以及所述空气预热管62
内均填充有氧化铝陶瓷球。氧化铝陶瓷球蓄热量大，有利于所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3精准控制进入热解反应器1的氮气温度。
31.进一步地，所述缓冲罐4与所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3连接管道上均安装有。所述流量计7用于监测各管道中的气体流量，保证有足够的氮气用于生物质的热解反应。
32.进一步地，所述第一氮气预热管2、所述第二氮气预热管3与所述热解反应器1连通的管路上、所述空气预热管62与所述保温层61连通的管路上均安装有温度感应器8。所述温度感应器8用于监测各管路中气体的温度，可以更直观地反映各管路中气体的温度，以使气体各管路的气体温度可以达到使用需求。
33.进一步地，所述空气预热管62的进气口一端安装有空气检测器63。所述空气检测器63可以检测进入所述空气预热管62的空气状况。
34.进一步地，所述热解反应器1中设有整流板11，所述整流板11靠近所述热解反应器1的进气口设置。所述整流板11对进入所述热解反应器1的氮气起整流作用，使氮气能均匀地流向所述热解反应器1的各处，更好地对促进生物质的热解反应。
35.进一步地，所述冷凝器104的出气端连有尾气处理装置106。所述尾气处理装置106对从所述冷凝器104流出的尾气进行处理，防止尾气污染环境。
36.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。