[发明专利]一种基于高电压电解式生物质加压热解工艺

摘要

本发明公开了一种基于高电压电解式生物质加压热解工艺。包括将生物质燃料破碎、筛分，在热解炉设置高压、微波和等离子束。本发明通过采用微波与等离子耦合热解技术，加热过程无热惯性，采用高温离子态热解，热解完全且可燃成分全部转化为合成气，效率高，碳转化率高，合成气品质好，有效气体积含量达90％以上；采用特斯拉线圈产生高压电，通过引入电弧与微波、等离子进行对生物质的热解，具有反应迅速，副产品少，热解效果好。

主权项

1.一种基于高电压电解式生物质加压热解工艺，其特征在于：包括如下步骤，/na将生物质燃料破碎、筛分，得到直径在1cm-3cm的颗粒状，送至脉冲式加压给料系统，通过料密封风进行密相静压输送；/nb将步骤a中的生物质颗粒经给料系统输送至热解炉内，同时微波和等离子矩开始工作，微波使得热解炉内形成高强微波场，等离子炬工作气体首次电离形成的高温等离子体射流进入热解炉内；/nc在步骤b中的热解炉的外部设置一特斯拉线圈；/nd在步骤b中微波生物质颗粒吸收微波后颗粒内外同步升温，从而活化、热解；在高温上行烟气及炉内高强微波能的作用下，微波生物质颗粒瞬间干燥、分裂并急速升温形成高温合成气，热解后剩余灰渣及少部分残焦物质形成的固定床层下移；/ne等离子体射流在高强微波场的电磁耦合作用下，使带电离子周边气体持续电离，形成高能、高活性次级离子场，进一步加速生物质颗粒燃料物质传热与传质反应速率；在固定床层底部，等离子炬产生的高温等离子体射流气体对残焦类物质完全转化为高温合成气，同时热解炉内保持带压工况，使炉内气相物料浓度持续增加，进一步加快反应速度，增加气-固反应接触时间，使底部固体生物质颗粒燃料完全转化为高温合成气；/nf开启特斯拉线圈，通过将特斯拉线圈的电压设置在50kv，通过在热解炉的内部设置一金属板，在金属板上设置生物质燃料；/ng在固定床层下移同时，高温合成气上行给固定床层提供热能，同时为上部热解反应提供原料气二氧化碳；非含碳物质继续下行成为灰渣；在高温环境下，灰渣呈液态并在热解炉底部蓄积，并且液态灰渣采用定期或连续排出的方式来维持设定渣位；/n所述热解炉合成气出口温度为1100℃～1300℃；热解反应温度在1200℃以上，底部高温渣池维持1300℃～2000℃；当生物质燃料为高灰熔点燃料时添加石灰石作为助熔剂，来降低渣的熔点温度；热解炉的微波入口采用环形布置，并依据燃料特性多层布置，单个微波功率300kw以下；高温合成气在炉内停留时间为8～15s；炉内绝对压力为0.1Mpa～5Mpa；/n所述步骤c单位时间内微波及等离子炬总输入能量占输入生物质燃料总能量的15％～30％；当等离子工作气体采用氧气时，残焦质量占生物质燃料质量10％以下，微波与等离子炬所消耗总电能为生物质燃料总能量5％～10％之间；/n所述步骤f开启特斯拉线圈，在热解炉的内部设置一金属板，在金属板一表面固定有3-10根铜管，所述铜管高出热解炉的炉口5cm-50cm；/n所述特斯拉线圈位于热解炉的一侧。/n