一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，包括管体，管体的顶端设有顶封头，管体的底端设有底封头，顶封头的顶部设有物料进口，物料进口与管体连通；底封头的底部设有产物出口，产物出口与管体连通；管体侧壁设有压力表接口及若干个热电偶接管；管体内部设有由上至下依次设有上隔板及下隔板，上隔板的上表面铺设有吸附剂床层，下隔板的上表面铺设有催化剂床层。该装置通过在反应器催化床前段填充能与S

Subcritical water catalytic liquefaction device for biomass and waste plastics

The invention discloses an oil production device for catalytic liquefaction of biomass and waste plastics by subcritical water, including a pipe body, a top head on the top of the pipe body, a bottom head on the bottom of the pipe body, a material inlet on the top of the head, a material inlet connected with the pipe body, a product outlet on the bottom of the bottom head, and a product outlet connected with the pipe body. A pressure gauge joint and a number of thermocouple nozzles are arranged on the side wall of the tube body; the upper and lower partitions are arranged in turn from top to bottom; the upper and lower surfaces of the upper partitions are covered with adsorbent beds; and the upper and lower surfaces of the lower partitions are covered with catalyst beds. The device can fill energy and S through the front part of the reactor catalytic bed.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置
本专利技术属于废弃物回收再利用设备
，具体涉及一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置。
技术介绍
随着石油等化石能源的日益枯竭以及环境污染问题的压力越来越大，研究开发石油替代燃料新技术，对于缓解我国石油能源危机、改善环境污染状况、实现可持续发展具有战略性意义。生物质作为能转化为液体燃料的可再生能源，已引起全球的广泛关注。此外，大量废旧塑料所造成的白色污染也推动了废塑料油化技术在我国的研究及应用发展。目前生物质及废塑料油化技术主要是热解、热解-催化改质和催化热解技术，三种方法不同程度地存在塑料热传导性差、反应器内部温度不均匀和熔融物黏度大易于粘壁引起结焦等问题。亚临界流体技术作为一种清洁的环境友好型技术，其潜在的应用前景已经引起研究者的广泛关注。水的临界压力和温度分别为22.1MPa，374℃，该临界点附近状态的水介电常数小、黏度低、传质阻力小、热容高，能减轻反应器内温度不均匀现象，减少塑料熔融物黏结和产物进一步反应引起的结焦现象。与常规热解相比，亚临界水降解塑料，油收率较高，并能减缓焦的生成。为进一步提高其产油率，通常需引入催化剂的，然而由于生物质及废塑料中的硫元素容易使催化剂中毒失活，影响产油率，此外生物质中含有一定无机盐其在亚临界水环境中容易析出并吸附反应器壁加剧反应器腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，解决了现有技术中的生物质及废塑料亚临界水反应器中硫元素引起催化剂中毒以及无机盐沉积引起反应器堵塞的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，包括管体，管体的顶端设有顶封头，管体的底端设有底封头，顶封头的顶部设有物料进口，物料进口与管体连通；底封头的底部设有产物出口，产物出口与管体连通；管体侧壁设有压力表接口及若干个热电偶接管；压力表接口连接有压力表，热电偶接管内设有热电偶；管体内部设有由上至下依次设有吸附剂床层喷淋器、上隔板、催化剂床层喷淋管及下隔板，上隔板的上表面铺设有吸附剂床层，下隔板的上表面铺设有催化剂床层。本专利技术的特征还在于，底封头的底部还设有排污口，排污口与管体连通。吸附剂床层喷淋器包括吸附剂床层喷淋管，吸附剂床层喷淋管的一端穿过管体侧壁，吸附剂床层喷淋管的另一端位于管体内，吸附剂床层喷淋管上设有吸附剂床层喷淋管阀门，吸附剂床层喷淋管阀门位于管体外侧；催化剂床层喷淋器包括催化剂床层喷淋管，催化剂床层喷淋管的一端穿过管体侧壁，催化剂床层喷淋管的另一端位于管体内，催化剂床层喷淋管上设有催化剂床层喷淋管阀门，催化剂床层喷淋管阀门位于管体外侧。热电偶接管的位置根据管体的长度均匀布置，且至少有一个热电偶接管位于上隔板与催化剂床层之间。吸附剂床层使用的吸附剂为ZnO、MgO、CaO、Cu、CuO或Fe2O3中的一种，吸附剂的形状为球形、圆柱形或马鞍形。催化剂床层使用的催化剂为活性炭、Ni或Al2O3，催化剂的形状为球形、圆柱形或马鞍形。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的制油装置为管式反应器，能实现系统的连续运行，便于商业化放大应用；(2)本专利技术的制油装置利用S2-易与金属氧化物反应特点，催化剂床层前端填充金属氧化物吸附床层，有效脱除原料中S元素，避免其对后端催化剂床层的毒化；同时，金属氧化物颗粒比表面积大可优先吸附在亚临界水中析出的无机盐，有效避免盐在反应器表面吸附加剧反应器腐蚀；(3)本专利技术的制油装置可广泛应用于生物质及废塑料亚临界水液化制油体系中。附图说明图1为本专利技术一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置的结构示意图。图中，1.物料进口，2.顶封头，3.压力表接口，4.吸附剂床层，5.热电偶接管，6.底封头，7.催化剂床层，8.排污口，9.产物出口，10.管体，11.上隔板，12.下隔板，13.吸附床层喷淋器，14.催化剂床层喷淋器，15.压力表；13-1.吸附剂床层喷淋管，13-2.吸附剂床层喷淋管阀门；14-1.催化剂床层喷淋管，14-2.催化剂床层喷淋管阀门。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，如图1所示，包括管体10，管体10的顶端设有顶封头2，管体10的底端设有底封头6，顶封头2的顶部设有物料进口1，物料进口1与管体10连通；底封头6的底部设有产物出口9，产物出口9与管体10连通；管体10侧壁设有压力表接口3及若干个热电偶接管5；压力表接口3连接有压力表15，热电偶接管5内设有热电偶；管体10内部设有由上至下依次设有吸附剂床层喷淋器13、上隔板11、催化剂床层喷淋管14及下隔板12，上隔板11的上表面铺设有吸附剂床层4，下隔板12的上表面铺设有催化剂床层7。底封头6的底部还设有排污口8，排污口8与管体10连通。吸附剂床层喷淋器13包括吸附剂床层喷淋管13-1，吸附剂床层喷淋管13-1的一端穿过管体10侧壁，吸附剂床层喷淋管13-1的另一端位于管体10内且位于吸附剂床层4上方，吸附剂床层喷淋管13-1上设有吸附剂床层喷淋管阀门13-2，吸附剂床层喷淋管阀门13-2位于管体10外侧；催化剂床层喷淋器14包括催化剂床层喷淋管14-1，催化剂床层喷淋管14-1的一端穿过管体10侧壁，催化剂床层喷淋管14-1的另一端位于管体10内其位于催化剂床层7上方，催化剂床层喷淋管14-1上设有催化剂床层喷淋管阀门14-2，催化剂床层喷淋管阀门14-2位于管体10外侧。热电偶接管5的位置根据管体10的长度均匀布置，且至少有一个热电偶接管5位于上隔板11与催化剂床层7之间。吸附剂床层4使用的吸附剂为ZnO、MgO、CaO、Cu、CuO或Fe2O3中的一种，吸附剂的形状为球形、圆柱形或马鞍形。催化剂床层7使用的催化剂为活性炭、Ni或Al2O3，催化剂的形状为球形、圆柱形或马鞍形。本专利技术脱盐和催化是通过以下方法实现的：超临界水液化系统刚开始运行时，吸附剂床层喷淋管13-1和催化剂床层喷淋管阀门14-2关闭，一定温度、压力条件下的生物质及废塑料浆液由物料进口1进入管体10，物料中的盐及S2-首先经吸附剂床层4吸附在吸附剂表面，同时进行初步的液化反应，脱盐后的反应物再经催化剂床层7进行深度的液化，进一步提高液化产率，随时检测压力表，待压力发生剧增时，停止物料进料，先打开吸附剂床层喷淋管阀门13-2，待出水电导率5min内差别不大时，关闭吸附剂床层喷淋管阀门13-2，同时开启催化剂床层喷淋管阀门14-2，进一步冲洗催化剂，待出水电导率5min内差别不大时，关闭催化剂床层喷淋管阀门14-2，完成一个运行周期。实施例1以质量分数为1wt％纤维素，200mg/LNa2S，100mg/LNa2CO3混合溶液为反应物，在350℃，25MPa条件下经物料进口1连续进入图1所示的制油装置，S2-首先在制油装置内部金属氧化物吸附剂床层4(吸附剂：MgO)中与MgO反应生成MgS，同时析出的Na2CO3颗粒优先在MgO表面吸附，流体在经过制油装置下端催化剂床层7(催化剂：Ni)时，纤维素在其表面进行催化液化反应，制油装置的温度和压力分别通过制油装置管体10侧面的热电偶和压力表15检测，反应系统连续运行，当压力表15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，其特征在于，包括管体(10)，所述管体(10)的顶端设有顶封头(2)，所述管体(10)的底端设有底封头(6)，所述顶封头(2)的顶部设有物料进口(1)，所述物料进口(1)与管体(10)连通；所述底封头(6)的底部设有产物出口(9)，所述产物出口(9)与管体(10)连通；所述管体(10)侧壁设有压力表接口(3)及若干个热电偶接管(5)，所述压力表接口(3)连接有压力表(15)，所述热电偶接管(5)内设有热电偶；所述管体(10)内部设有由上至下依次设有吸附剂床层喷淋器(13)、上隔板(11)、催化剂床层喷淋管(14)及下隔板(12)，所述上隔板(11)的上表面铺设有吸附剂床层(4)，所述下隔板(12)的上表面铺设有催化剂床层(7)。

【技术特征摘要】
1.一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，其特征在于，包括管体(10)，所述管体(10)的顶端设有顶封头(2)，所述管体(10)的底端设有底封头(6)，所述顶封头(2)的顶部设有物料进口(1)，所述物料进口(1)与管体(10)连通；所述底封头(6)的底部设有产物出口(9)，所述产物出口(9)与管体(10)连通；所述管体(10)侧壁设有压力表接口(3)及若干个热电偶接管(5)，所述压力表接口(3)连接有压力表(15)，所述热电偶接管(5)内设有热电偶；所述管体(10)内部设有由上至下依次设有吸附剂床层喷淋器(13)、上隔板(11)、催化剂床层喷淋管(14)及下隔板(12)，所述上隔板(11)的上表面铺设有吸附剂床层(4)，所述下隔板(12)的上表面铺设有催化剂床层(7)。2.根据权利要求1所述的一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，其特征在于，所述底封头(6)的底部还设有排污口(8)，所述排污口(8)与管体(10)连通。3.根据权利要求1所述的一种生物质及废塑料亚临界水催化液化制油装置，其特征在于，所述吸附剂床层喷淋器(13)包括吸附剂床层喷淋管(13-1)，所述吸附剂床层喷淋管(13-1)的一端穿过管体(10)侧壁，所述吸附剂床层喷淋管(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：方长青，朱怡彤，王玉珍，宿健，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61