用于生物质烘焙的固定床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生物质烘焙的固定床石英管反应器，包括竖直炉（2），所述竖直炉中心部设置反应器（3），所述竖直炉通过温控仪（1）控制，所述反应器内伸入热电偶（4），所述热电偶连接温控仪；所述反应器顶部通过磨口连接件（9）连接进样管（6），所述进样管顶部密封，所述进样管的某一横截面处同时设置有内环形磁铁（15）和外环形磁铁（7），所述内环形磁铁连接一管线（14），所述连接管线伸入反应器内并连接料篮（5）。本发明专利技术利用磁铁进料从而可以实现物料快速冷却、进样取样方便，同时操作又简单的固定床反应器。生物质集中于料篮之中，烘焙产物易于收集，减少了产物的损失。

Fixed bed reactor for biomass baking

The invention discloses a method for baking the biomass fixed bed quartz tube reactor comprises a vertical furnace (2), the central part is arranged vertical furnace reactor (3), the vertical furnace through the temperature controller (1) controls the reactor into the thermocouple (4), the temperature control instrument thermocouple connection; the top of the reactor by grinding mouth connector (9) connected into the sample tube (6), the sample tube top seal, a cross section of the inlet pipe and is provided with an inner annular magnet (15) and the outer ring magnet (7), the the annular magnet is connected with a pipeline (14), the connecting pipeline into the reactor and connected with a basket (5). The present invention provides a fixed bed reactor with the advantages of simple and convenient operation, convenient material sampling and convenient sampling. The biomass is concentrated in the basket, the baking product is easy to collect, and the loss of the product is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用农业废弃物秸秆、林业废弃物锯末等生物质进行烘焙的装置，特别是一种能够提高生物质烘焙效率的固定床反应器。
技术介绍
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，化石能源的开发和利用虽然有利于经济的发展，但也增加了温室气体及其他污染物的排放，不利于自然环境的保护和人类的健康水平，于是发展生产清洁可再生的绿色能源已成为当今最紧迫的课题之一。我国每年都有大量的草本、木本生物质来源，但是原生物质存在热值低、密度低、粉碎度低、能量密度低、燃烧效率低、水分含量高、挥发分含量高、本体体积高等特点，使生物质资源大规模利用受到了一定的限制。为了能与化石燃料能量载体（例如煤、石油、天然气等）竞争或者共同使用，需将生物质进行一系列预处理工艺，例如烘焙、颗粒化、型砖化等以提高其热值、能量密度、疏水性等。烘焙是一种对生物质进行的热化学预处理技术，其通常在200°C至300°C的相对较低的温度下，在低氧或者无氧惰性气氛下进行。烘焙后得到水分含量低、能量密度高、易粉碎、易燃且疏水性良好的固体产物，这种固体产物被叫做烘焙生物质或者生物煤，这种烘焙生物质具有类似低阶煤的特点，能够被用作高品位燃料。目前，工业上用于生物质烘焙的装置主要包括滚筒式反应器、螺杆反应器、流化床、多室炉、固定床、带式反应器等，相比于其他反应器，固定床反应器具有设备构件简单、操作容易等优点。但现有用于生物质烘焙的固定床反应器存在效率低，产品冷却、收集过程复杂等问题，基于这些存在的问题，设计出本装置，可以有效改善上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有固定床生物质烘焙装置烘焙效率低、产物不易于收集的问题，提供一种新型的烘焙反应器，利用磁铁套环进样和取样，从而可以实现产物在实验气氛下快速冷却的固定床反应器。所专利技术的固定床反应器操作简单、产物易于收集。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种用于生物质烘焙的固定床反应器，包括竖直炉，所述竖直炉中心部设置反应器，所述竖直炉的温度通过温控仪控制，所述反应器内伸入热电偶，所述热电偶连接温控仪；所述反应器顶部通过磨口连接件连接进样管，所述进样管顶部密封，所述进样管的某一横截面处同时设置有内环形磁铁和外环形磁铁，所述内环形磁铁连接一管线，所述管线伸入反应器内并连接料篮；所述反应器的进气口和进样管的进气口通过管路并接后连接气瓶，所述气瓶出口处安装流量控制器；所述反应器底部安装加热带；所述反应器底面通过管路串联多个冷凝器后连接过滤器，所述过滤器出口连接气袋。首先，将干燥过的生物质置于料篮中，混合均匀，放入干燥器中备用。然后，开启炉子，设置升温程序，达到实验温度后通入烘焙实验所用气体（低氧或者无氧惰性气体）保证空气排除干净。打开磨口连接件将准备好的料篮放入管线下面的弯钩，保证实验过程中料篮稳固。之后将磨口连接件放入原来位置，确保实验过程中装置密封良好。此时，料篮位于反应器的上方位置，保证生物质此时不进行烘焙反应的前提下继续通入反应气体一段时间，保证反应器内无空气时，下拉外环形磁铁，在磁力作用下，内环形磁铁也向下运动，利用磁铁将料篮放入炉子恒温区位置，开始进行烘焙反应。达到所设定的反应时间后，再次利用磁铁拉起料篮，在实验气氛下使烘焙生物质降到室温。由于料篮此时处于反应器上方位置，外部温度为室温，这样可以提高降温速率，从而也提高了生物质的烘焙效率。最后，取出料篮，取出烘焙生物质，称量，放入样品袋备用。本专利技术设计合理，由于本装置中生物质集中于料篮之中，所以生物质取、放料方便，损耗降低。附图说明图1表示本专利技术的结构示意图。图中：1-温控仪，2-竖直炉，3-反应器，4-热电偶，5-料篮，6-进样管，7-外环形磁铁，8-加热带，9-磨口连接件，10-阀A，11-阀B，12-阀C，13-流量控制器，14-管线，15-内环形磁铁，16-阀D，17-冷凝器，18-过滤器，19-气瓶，20-气袋。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。一种用于生物质烘焙的固定床反应器，包含以下部件：1、利用磁铁帮助进料的进样装置，进样装置包括一根石英管作为进样管，石英管上端用橡皮塞密封，还包括一大一小的两个环形磁铁（大磁铁套在石英管外侧，小磁铁套在石英管内侧，利用两块磁铁之间的磁力进行方便地进料和取料）和耐高温连接管线（用于连接小磁铁和料篮），连接管线可以选用电炉丝。2、竖直炉，包括炉子、用于固定装置的铁架以及控制温度的装置。3、气体输送系统，包括气瓶、质量流量计以及各部分之间的连接管件。4、反应器，包括外部的石英管反应器和料篮，由进料装置引出的耐高温的连接管线下面有一弯钩，可以固定料篮以防掉落。此外，反应器与进料装置之间有一个磨口连接件。反应器可以采用一般工业反应器，本实施例采用石英管反应器，料篮选用石英篮。具体结构连接关系如下：如图1所示，包括竖直炉2，所述竖直炉2中心部设置石英管反应器3，所述竖直炉2通过温控仪1控制，所述石英管反应器3内伸入热电偶4，所述热电偶4连接温控仪1；热电偶将反应器的温度信号传输至温控仪。所述石英管反应器3顶部通过磨口连接件9连接进样石英管6，所述进样石英管6顶部密封，所述进样石英管6的某一横截面处同时设置有内环形磁铁15和外环形磁铁7，内外环形磁力依靠磁性吸力定位于进样石英管某处。所述内环形磁铁15连接一管线14（电炉丝），所述管线14伸入石英管反应器3内并通过小钩连接石英篮5。所述石英管反应器3的进气口和进样石英管6的进气口通过管路并接后连接气瓶19，所述气瓶19出口处安装流量控制器13。管路上安装总阀（阀D 16），阀C 12控制向进样石英管通气，阀B 11控制向石英管反应器通气，阀A 10控制进样石英管出气。所述石英管反应器3底部安装加热带8；加热带用于对石英管反应器的底部加温，防止生物质在烘焙过程中产生的焦油在温度降低后冷凝附着在石英管反应器的底部。所述石英管反应器3底面通过管路串联多个冷凝器17后连接过滤器18，所述过滤器18出口连接气袋20。该装置的实施方法如下：首先，将干燥过的生物质置于料篮5中，混合均匀，放入干燥器中备用。然后，开启炉子2，利用温控仪1设置升温程序，达到实验温度后通入烘焙实验所用气体（低氧或者无氧惰性气体）保证空气排除干净。打开磨口连接件9将准备好的料篮放入管线14下面的弯钩，保证实验过程中料篮稳固。之后将磨口连接装置9放入原来位置，确保实验过程中装置密封良好。此时料篮5位于石英管反应器3的上方位置，保证生物质此时不进行烘焙反应的前提下继续通入反应气体一段时间，保证反应器内无空气时利用磁铁将料篮5放入炉子恒温区位置，开始烘焙实验。达到设定反应时间后，再次利用磁铁拉起料篮5，在实验气氛下使生物质降到室温。由于料篮5此时处于石英管反应器的上方位置，外部温度为室温，所以提高了降温速率，从而也提高了生物质的烘焙效率。最后取出料篮，取出烘焙生物质，称量，放入样品袋备用。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照本专利技术实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本专利技术的技术方案的精神和范围，其均应涵盖权利要求保护范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物质烘焙的固定床反应器，包括竖直炉（2），所述竖直炉（2）中心部设置反应器（3），所述竖直炉（2）通过温控仪（1）控制，所述反应器（3）内伸入热电偶（4），所述热电偶（4）连接温控仪（1）；其特征在于：所述反应器（3）顶部通过磨口连接件（9）连接进样管（6），所述进样管（6）顶部密封，所述进样管（6）的某一横截面处同时设置有内环形磁铁（15）和外环形磁铁（7），所述内环形磁铁（15）连接一管线（14），所述管线（14）伸入反应器（3）内并连接料篮（5）；所述反应器（3）的进气口和进样管（6）的进气口通过管路并接后连接气瓶（19），所述气瓶（19）出口处安装流量控制器（13）；所述反应器（3）底部安装加热带（8）；所述反应器（3）底面通过管路串联多个冷凝器（17）后连接过滤器（18），所述过滤器（18）出口连接气袋（20）。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质烘焙的固定床反应器，包括竖直炉（2），所述竖直炉（2）中心部设置反应器（3），所述竖直炉（2）通过温控仪（1）控制，所述反应器（3）内伸入热电偶（4），所述热电偶（4）连接温控仪（1）；其特征在于：所述反应器（3）顶部通过磨口连接件（9）连接进样管（6），所述进样管（6）顶部密封，所述进样管（6）的某一横截面处同时设置有内环形磁铁（15）和外环形磁铁（7），所述内环形磁铁（15）连接一管线（14），所述管线（14）...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦育红，翟灵瑞，韩晴晴，邢俊德，冯杰，李文英，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14