一种农林废弃物连续水热炭化催化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种生物质水热炭化制备生物炭的方法，包括：将粉碎的农林废弃物与水混合送入密闭的水热炭化反应釜内进行水热碳化反应；在水热炭化反应釜内设置搅拌盘，搅拌盘由磁性材料外圈和在外圈内辐射状间隔分布的若干叶片构成，叶片上负载用于水热炭化反应的催化剂；将水热炭化反应釜置于磁场中，反复变换磁场方向，通过电磁感应推动搅拌盘在水热反应釜中往复运动；反应完成后将产物从水热反应釜排出，经常规处理得到固相的水热生物炭和水相。本发明专利技术的方法适用于玉米秸秆等流动性较差的生物质的连续水热炭化催化，可在保证密封状态的同时提高水热炭化反应的传热传质效果，提升水热炭化程度和产物品质，具有更高的工业应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种农林废弃物连续水热炭化催化方法及装置


[0001]本专利技术涉及农林废弃物资源化利用领域，具体涉及农林废弃物中玉米秸秆等生物质的水热炭化催化技术，及其专用装置。

技术介绍

[0002]水热炭化技术是将生物质与水按一定的比例混合放入反应器中，在一定的反应温度（180~350℃）、反应时间（4~24h）和反应压力（1.4~27.6MPa）下进行的温和的水热反应，主要反应机理包括水解、脱水、脱羧、聚合和芳构化，其目标产物是生物炭，水热生物炭由于表面具有丰富的官能团，以及较大的比表面积和孔隙度等特征，经常用于制备吸附剂、活性剂以及储能储电等领域。水热炭化技术作为一种新型的生物质炭化技术，已经受到科研工作者的广泛研究，相关研究结论阐明了水热炭化过程的水解、脱水、脱羧、聚合和芳构化等反应机理，并探索了反应温度、停留时间、反应压力、pH、催化剂等基础工艺参数的影响规律，形成了初步的研究成果。
[0003]然而，由于水热炭化技术的高温高压需求，对设备要求高，对于流动性较差的物质原料，例如粉碎后的玉米秸秆，难以实现连续化运行，而且由于玉米秸秆的原料特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质水热炭化制备生物炭的方法，包括：将粉碎的农林废弃物与水混合得到初始物料，将初始物料送入密闭的水热炭化反应釜内，在180~350℃的温度和1.4~27.6MPa的压力下反应4~24h；其特征在于：在所述的水热炭化反应釜内设置搅拌盘，所述的搅拌盘由磁性材料外圈和在所述外圈内辐射状间隔分布的若干叶片构成，所述的叶片外缘与所述的外圈内侧固定连接，所述的叶片上负载用于水热炭化反应的催化剂；将所述的水热炭化反应釜置于磁场中，反应过程中反复变换磁场方向，通过电磁感应推动所述搅拌盘在所述水热反应釜中往复运动；反应完成后将产物从所述的水热反应釜排出，经常规处理得到固相的水热生物炭和水相。2.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的搅拌盘每个叶片的叶面与所述搅拌盘所在平面呈15
‑
35
°
夹角，优选所述的搅拌盘每个叶片的叶面与所述搅拌盘所在平面呈30
°
夹角。3.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的叶片上开有若干通孔，所述的通孔内插接催化剂网盒，所述的催化剂网盒内装载所述用于水热炭化反应的催化剂。4.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的搅拌盘的外圈，其外径与所述水热反应釜内径差值在1~2mm，其高度与其外径的比例在0.1~0.2。5.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的初始物料先经梯级升温工序再送入所述的水热反应釜；所述的产物从所述的水热反应釜排出后先经梯级换热工序再进行泄压和固液分离；通过导热介质在所述的梯级换热工序和所述的梯级升温工序之间循环流动，实现系统内热量的循环利用；优选的方法中，所述的梯级升温工序包含温度由低到高顺序连接的至少2个换热升温单元，用于对所述的初始物料进行阶梯式升温预热，最高温度的换热升温单元与所述水热炭化反应釜连接；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宗路，贾吉秀，赵立欣，霍丽丽，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：