[发明专利]一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系和生物质热解设备

权利要求书

1.一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，包括石英环、蒸汽入口、光源、真空隔层管、催化板、微波源和蒸汽出口，所述光源安装在真空隔层管中，真空隔层管外安装有催化板，催化板安装在石英环的夹层中，光源与催化板通过真空隔层管隔开，催化板外圈均匀设置有微波源，催化板呈一定角度排列在光源四周。

2.根据权利要求1所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述催化板数量为30块；所述催化板排列角度为12-180度。

3.根据权利要求1所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述微波源呈正五边型排列、正三边型排列、正七边型排列或正九边型排列。

4.根据权利要求1所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述光源为氙灯。

5.根据权利要求1所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述光耦合微波催化体系通过串接应用于生物质热解设备。

6.根据权利要求1所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述的催化板通过在多孔泡沫陶瓷表面负载一层脱氧催化剂，然后在脱氧催化剂外层分散负载一层光催化剂制得，具体制备方法按如下步骤：

(1)多孔泡沫陶瓷制备：SiC与TiC按比例混合后，低速球磨混合0.5-2小时制备陶瓷骨料；陶瓷骨料与磷酸二氢铝按照1:1-4:1进行混合并添加高岭土和去离子水配置浆料；浆料搅拌混匀后室温困料12-48小时；

(2)将聚胺酯泡沫切割成需要的形状大小后用8％-20％的氢氧化钠溶液浸泡揉搓1-3小时，洗净后再用0.5％-3％的羧甲基纤维素钠溶液浸渍0.5-3小时后备用；

(3)处理过后的聚胺酯泡沫浸入浆料中，通过辊压工艺除去多余浆料得到预制体；

(4)预制体在室温下干燥12-48小时，转入烘箱中在65℃下干燥8-24小时，最后空气中煅烧制得多孔泡沫陶瓷；煅烧过程采用程序升温，首先以2℃/min从室温到200℃，随后以1℃/min从200℃升温至500℃并保持1小时，最后以2℃/min升至终温并保持2小时；

(5)脱氧催化剂浆料配制：选用氧化镁、氧化钙、氧化锆、氧化铝、氧化锶、氧化铈、氧化镍七种原料中的一种或多种按照比例进行复配后在球磨机中低速混合0.5-2小时，记为复配原料1；以复配原料1为100份计，按照聚乙烯醇0.1-0.5份、羧甲基纤维素0.5-4.0份、碱性硅溶胶0.2-1.0份称取溶于一定量去离子水中，混合均匀后记为复配原料2；复配原料1和复配原料2混合，搅拌后制备得到脱氧催化剂浆料；

(6)将多孔泡沫陶瓷浸入脱氧催化剂浆料中，甩去多余浆料后室温干燥12-24小时；干燥后的胚体采用浆料喷淋法二次挂浆，甩去多余浆料后室温干燥12-24小时；同二次挂浆，可进行多次挂浆，直到胚体均匀挂浆；最后一次挂浆后室温干燥12-24小时，转入烘箱中65℃干燥8-24小时得到催化剂胚体；

(7)催化剂胚体煅烧：催化剂胚体煅烧采用程序升温，首先以2℃/min从室温到300℃，随后以1℃/min从300℃升温至500℃并保持1小时，最后以2℃/min升至终温并保持2小时；

(8)TiO₂前驱体制备：按照体积比1:1量取钛酸丁酯和无水乙醇混合后磁力搅拌0.5-1小时，滴入等体积的1mol/L的硝酸溶液，继续搅拌1-2小时，制得TiO₂前驱体；

(9)烧制好的催化剂胚体置于TiO₂前驱体中，静置2-5小时，取出后洗涤，自然阴干后70℃鼓风干燥12-24小时；干燥后100-300℃下煅烧1-2h即可获得最终的催化板。

7.根据权利要求6所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述步骤(1)中的去离子水按浆料固含率为60-80％进行添加。

8.根据权利要求6所述一种应用于生物质热解的光耦合微波催化体系，其特征在于，所述步骤(5)中的去离子水按浆料固含率为40-60％进行添加。