[实用新型]一种采用电热网快速热解生物质的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于热能与动力工程技术领域，涉及一种电热解装置，具体涉及一种采用电热网快速热解生物质的装置。

背景技术

在生物质能众多转化利用技术中，生物质热解被广泛研究。生物质快速热解是生物质在完全缺氧或有限氧供给的情况下受热后降解为液体产物以及一部分气体产物和固体产物的过程。热解产生的液体燃料称为生物油(bio-oil或tar)，具有储存和运输，灰分含量低等优点，但同时也有水分含量大，含氧量高，黏度大，腐蚀性强等缺点。生物油可以直接作为锅炉和窑炉等热力设备的燃料油燃烧使用，精制提炼后可以作为内燃机等动力设备的燃油使用。

影响快速热解生物油产率和组分的因素有很多，可以分为两大类：一类是与物料特性有关的，如物料组成、粒径、含水率等；另一类与反应条件有关，如升温速率、反应温度、滞留时间、压力和催化剂等。

虽然现阶段生物质热解工艺已经在工程中得到了应用，但是生物质热解的动力学机理分析在颗粒层面上还有很多需要研究的。热天平可以实现对加热物质重量的实时测量，但是其升温速率受到限制，而且无法收集液态产物。电热丝网反应器在早期被应用在煤热解的研究中，后来通过对其控制和产物收集系统进行改进，使其成为研究热解现象的强大工具。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种采用电热网快速热解生物质的装置，该装置在常压下通过电热网对燃料颗粒进行热解，包括生物质及煤炭，并对生成的液态产物进行收集，通过在广泛的加热速率范围内对生物质热解特性进行分析，可以获得比较完整的生物质热解机理模型。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种采用电热网快速热解生物质的装置，包括上法兰盲板、下法兰盲板以及设置在上法兰盲板和下法兰盲板之间的有机玻璃筒；下法兰盲板上放置一块电木板，电木板上设置有一个固定电极和一个活动电极；固定电极和活动电极之间固定有用于搭载样品的丝网，丝网的上方安装有生物油收集器，并作为氦气的出气路；丝网下方的电木板和下法兰盲板上对应开设有用于使氦气流进入的通孔，丝网的下方形成进气路；丝网上布置样品的区域还安装有用于测量温度的热电偶，热电偶与外部的采集卡相连，采集卡与装有PID模块的计算机相交互。

所述的上法兰盲板和下法兰盲板通过四根丝杠定位；上法兰盲板和下法兰盲板与有机玻璃筒相接触的部分均通过硅胶环密封。

所述活动电极外侧的电木板上设置有安装座，活动电极的上部连接有两组用于给活动电极施加向外的预拉力，拉紧安装在活动电极与固定电极之间的丝网的弹簧，两组弹簧的另一端通过螺帽固定在安装座的顶部；固定电极和活动电极均通过一个穿过下法兰盲板的CONAX密封电流连接器供电；固定电极和活动电极均采用黄铜经电火花切割和铣削加工制成。

所述的丝网采用由304号不锈钢制成的方型丝网，且孔径小于样品颗粒的外径；安装时，先沿宽度方向折叠一次后再安装于固定电极和活动电极之间。

所述丝网的下部设置有一块用于支撑丝网，并起辅助散热作用的石英玻璃片；丝网的上部也设置有一块用于安放生物油收集器的石英玻璃片；两块石英玻璃片的中央均开设有用于引导气流和使析出的挥发分通过的圆孔。

所述丝网的下方进气路上，自上而下依次设置有气流稳定器和气流分配器；气流分配器上开设有用于安装气流稳定器的凹槽；气流稳定器由一只蜂窝陶瓷加工制成，其上密布边长为1.25mm的方孔。

所述的丝网通过功率控制模块与直流电源相连；计算机的PID模块根据热电偶采集到的温度信号，通过功率控制模块调节输出功率。

所述的热电偶采用K型热电偶，且丝网的中央位置及边缘位置分别设置有一只用于测量样品温度上下限的K型热电偶；两只K型热电偶均通过安装于上法兰盲板或下法兰盲板上的CONAX密封热电偶连接器与外部的采集卡连接。

所述的生物油收集器包括由石英玻璃制成的内筒和外筒，内筒套设与外筒内；内筒的底部为漏斗状，且下端直径最大处与外筒的内壁贴合，使内筒的内部及外筒内与内筒贴合处的下部形成气体通道；内筒与外筒形成的气体通道的内壁上均贴合有铝箔；外筒的下端通过上法兰盲板的圆孔竖直布置在丝网的上方，并通过卡圈密封固定；内筒的外侧与外筒之间填充有用于冷凝生物油的冷却液；内筒的顶部出口设置有用于收集未能及时冷凝的生物油的滤膜。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：