[发明专利]一种微波生物质热解连续反应装置及方法

权利要求书

1.一种微波生物质热解连续反应装置，其特征在于，该装置包括：

微波发生器、反应器以及产物分离装置，反应器设置在一个微波反应腔体中，微波反应腔体与微波发生器间通过波导相连；

该反应器从上到下依次为进料段、反应段及出料段，反应器进料段上设置有进料口，在出料段底部设有出料口，以便排出生成的固体焦炭，反应段上部设有反应产物出口，反应产物出口经由管线与产物分离装置相连。

2.根据权利要求1所述的微波生物质热解连续反应装置，其特征在于所述进料口为螺旋进料口，与螺旋进料设备相连。

3.根据权利要求1所述的微波生物质热解连续反应装置，其特征在于反应器为陶瓷反应器，与进料设备之间采用法兰连接的方式，产物分离装置与反应器通过金属管线进行连接。

4.一种采用权利要求1所述装置进行微波生物质连续热解方法，包括：

(1)由微波发生器产生微波：

(2)生物质进入反应器，在微波作用下加热生物质，其中生物质的进料速度为10-50kg/h，物料在反应器中的停留时间为1-5min；

(3)反应产物经由反应产物出口进入产物分离装置进行分离。

5.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于微波发生器功率0-15kW线性可调，通过波导传至微波反应腔体中，微波反应腔体可为微波多模谐振腔或单模谐振腔。

6.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于生物质中混入按重量比为0-5％的吸波介质，吸波介质可为活性炭、碳化硅、热解焦炭等，也可为K₂CO₃、NaCO₃、NaCl、KNO₃等盐类，或者NaOH、KOH、HCl、H₂SO₄、H₃PO₄等酸碱类，可为其中一种，也可为两种或者几种的混合。

7.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于生物质由反应器上端的螺旋进料口进入反应器。

8.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于热解系统采用N₂作载气，保证无氧环境。

9.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于具体工艺过程和步骤为：

(1)微波通过微波发生器(1)产生，微波发生器功率0-15kW线性可调，通过波导(2)传至微波反应腔体(6)中，微波反应腔体可为微波多模谐振腔或单模谐振腔，加热反应器(7)中的生物质物料(10)；

(2)根据采用的微波反应腔体不同，生物质中可混入按重量比为0-5％的吸波介质；

(3)生物质由反应器上端的螺旋进料口(8)进入反应器，进料速度为10-50kg/h，物料在反应器中的停留时间为1-5min；

(4)生物质进入反应器(7)后，吸收微波迅速升温，添加吸波物质时，升温速率可达400-600℃/min，达到热解温度后，发生热解，生成气体和固体焦炭，气体引出进入冷凝系统，焦炭由出料口(9)排出，热解系统采用N₂作载气，保证无氧环境；

(5)微波热解反应器产生的气体，进入旋风分离器(12)进行气固分离，去除其中固体颗粒；

(6)经旋风分离后，气体进入冷凝器(13)冷凝，可冷凝气体冷凝后形成液体生物油，采用油罐(14)收集，不可凝气体为富含H₂、CO、CH₄的高热值气体，采用储气罐(15)收集。

10.根据权利要求4所述的微波生物质连续热解方法，其特征在于吸波介质为活性炭、碳化硅、热解焦炭，也可为K₂CO₃、NaCO₃、NaCl、KNO₃，或者NaOH、KOH、HCl、H₂SO₄、H₃PO₄，可为其中一种，也可为两种或者几种的混合。