[发明专利]一种立式微波加热生物质气化反应器

说明书

一种立式微波加热生物质气化反应器，从上至下包括依次连接的进料口、进料密封料斗、微波反应腔、排渣密封料斗和出料口，所述微波反应腔内设置不少于两块的隔板，将微波反应腔分成多个反应区域，所述隔板可翻转，所述隔板包括一个金属封闭腔，金属封闭腔上下两面为镶有透波材料的金属板，金属封闭腔的侧面开口处连接波导管，波导管外接微波源；所述波导管外套有套筒，套筒与波导管之间进行填充填料密封。本发明装置物料不需要有螺杆传送，密封位置仅为套筒与波导管之间，该位置处温度低，容易密封，解决了螺杆变形及密封问题。利用隔板将反应腔分隔为多个区域，通过多次翻转使所有物料均匀受热。

技术领域

本发明涉及生物质微波热解制备合成气的装置，尤其涉及一种立式微波加热生物质气化反应器，属于生物质气化领域。

背景技术

生物质能源是可再生能源的重要组成部分，是继石油、煤炭、天然气等化石能源之后，当今全球第四大能源。生物质气化作为生物质能利用技术的主要方法之一，是在一定的热力学条件下，借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。生物质气化得到的气体可替代天然气等化石燃料，实现燃气、热能和电能的供给。生物质气化技术能够将低廉的农林废弃物转化成高品质的气体燃料，是缓解和代替化石资源的重要途径之一。

传统的由外向内的热传导作用导致了热解反应的不可控，生物质发生多次裂解，导致气化效率偏低等问题。微波加热不同于传统的加热方式，具有体加热、快速加热和选择性加热的特点，已被广泛应用到化工、环保、医疗、食品、农业等多个领域。

目前生物质微波裂解的卧式反应器，其物料需采用螺杆进行传送。此类反应器由于螺杆长度很长，存在高温下变形严重的问题，同时高温下旋转螺杆的密封问题也难以解决，很难实现长周期运转。

CN200810218981.1公开了一种带微波加热的螺旋输送反应装置，该装置采用卧式反应器，由于微波源在器壁上，物料需要靠搅拌翻滚来保证加热均匀性，同时需要依靠螺杆来推动物料前进，因此存在螺杆变形以及密封困难的问题，不能实现大规模、长周期。

CN201410516785.8公开了一种大功率微波竖式反应器，通过大量小功率磁控管的组合匹配实现大功率微波加热，但磁控管相互之间存在干扰，且微波源固定在器壁上，物料也没有搅拌，反应器做大后，微波穿透性有限，因此中心位置处物料加热效果差，难以实现均匀加热。

CN201610280283.9公开了一种半连续式微波催化热裂解反应器，在立式反应器基础上增加内构件以改变物料路径增加停留时间，内构件旋转起到翻滚物料的作用可改善物料加热效果，但反应器做大后存在中心位置处物料加热效果差，难以实现均匀加热。

发明内容

为了解决现有技术中生物质热解时大部分采用卧式反应器中存在的螺杆变形和密封问题，及微波加热不均匀的问题，本发明提供一种立式微波加热生物质气化反应器，不需要螺杆传送，利用隔板将反应腔分为多个区域，通过隔板的翻转实现物料下落，隔板连接微波加热源，分段实现对物料的加热，加热效果好。

本发明采用以下技术方案实现以上技术目的：

一种立式微波加热生物质气化反应器，从上至下包括依次连接的进料口、进料密封料斗、微波反应腔、排渣密封料斗和出料口，所述微波反应腔内设置不少于两块的隔板，将微波反应腔分成多个反应区域，所述隔板可翻转，所述隔板包括一个金属封闭腔，金属封闭腔上下两面为镶有透波材料的金属板，金属封闭腔的侧面开口处连接波导管，波导管外接微波源；所述波导管外套有套筒，套筒与波导管之间填充填料进行密封。

进一步的，套筒与波导管之间的填料为石墨盘根。

进一步的，所述隔板由自动控制装置控制翻转和复位。所述隔板的翻转角度为1°~180°，优选为60°~120°。

进一步的，所述相邻两块隔板之间的距离为0.5-6倍微波反应腔的内径。