[发明专利]一种生物质热解油精制提质的装置

说明书

本发明公开了一种生物质热解油精制提质的装置，属于生物质能源转化利用技术领域。本发明采用交流电弧放电将氢气电离，在催化剂的共同作用下对生物质热解油进行加氢精制。主要由高压开关电源、反应器、供气单元和冷凝收集单元组成。本发明装置优势如下：交流电弧放电活化反应物，降低了生物质热解油氢化反应的活化能，使得加氢反应得以在常压、较低温度下快速进行，降低了反应能耗，减少了生物质热解油反应过程中各组分交互反应的发生；另外交流电弧放电过程中产生的高能电子对于固体催化剂表面的冲击、大分子量交互反应产物的减少可有效避免加氢反应过程中催化剂的结焦失活，使反应可以连续进行。本发明可应用于生物质热解油的提质精制。

技术领域

本发明属于生物质能源及其转化利用技术领域，涉及一种生物质热解油精制提质的方法，特别涉及一种采用交流电弧放电使氢气与生物质热解油在催化剂存在的条件下，在常压和较低温度下进行反应的装置。

背景技术

随着能源需求日益增加，化石能源日益减少，其过度利用导致的环境污染问题也十分严重，人们需要尽快探索并开发一种清洁的新能源。而从广泛存在于自然界的生物质中提炼的生物质油作为一种可再生能源因具有氮、硫含量低以及二氧化碳零排放的优点受到了国内外学者的广泛关注。

生物质热解液化技术具备操作工艺简单、反应快、转化率高、成本低等特点，是一种极具发展潜力的生物质能转化利用技术，但其液体产物生物质热解油热值低、热稳定性差，难以推广应用，必需对其提质改性。由于催化加氢可以显著地减少生物质热解油的氧含量，增大生物质热解油的H/C比，使其中的不饱和成分得到饱和，从而使生物质热解油的能量密度、稳定性及挥发性大幅提高，与其他精制方法相比，精制油的品质和收率均相对较高，所以催化加氢被认为是目前最为有效的生物质热解油脱氧精制提质方法，应用前景被人们广泛看好，也成为近几十年来生物质热解油提质研究的焦点。

虽然催化加氢对生物质热解油脱氧精制提质的有效性已被大量的研究证实，但该技术目前仍存在以下问题有待解决：

(1)在生物质热解油催化加氢前，必须清除杂质，工艺操作条件较为苛刻；而为了保证加氢反应速率和深度，催化加氢一般需在高温高压下进行，导致设备技术含量和成本较高，操作工艺复杂；(2)生物质热解油组分复杂，热稳定性较差，受热超过80℃后直接产生激烈的聚合结焦反应，运动黏度迅速增加，最终在设备及催化剂表面产生结焦，导致操作过程中很容易发生反应器堵塞、催化剂失活等问题，且催化剂很难再生，工艺过程不能连续。

综上所述，催化加氢脱氧是目前最为有效的生物质热解油精制提质技术，也取得了较大的研究进展，但距离实用还有较大的差距，仍存在设备及催化剂成本较高、操作工艺复杂、高温下催化剂的炭化结焦失活及因此而导致的工艺过程不能连续等技术瓶颈。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种生物质热解油精制提质的装置。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种生物质热解油精制提质的装置，包括高压开关电源、反应器、供气单元和冷凝单元；所述反应器分别与高压开关电源、供气单元和冷凝单元相连接；

所述反应器包括高压电极、进气管、高压电极细管、容器主体、橡胶塞、低压端引线、测温仪和排气管；

所述容器主体底部开孔处设有高压电极细管，所述高压电极的一端放置于所述高压电极细管中，且密封固定，置于高压电极细管外的另一端与所述高压开关电源的高压输出端相连接；

所述进气管的下端与所述高压电极细管相连通，上端与所述供气单元连接；