[发明专利]一种生物油电化学加氢提质装置

说明书

本发明属于生物质能利用领域，公开了一种生物油电化学加氢提质装置，包括电解单元、循环单元和加热单元，其中，电解单元包括通过质子交换膜(3)相间隔的阳极室(1)和阴极室(6)，阴极室(6)用于容纳生物油，能够进行电化学加氢处理，实现对生物油的提质；阳极室(1)的电解液进口(9)和电解液出口(10)之间通过循环单元相连，阴极室(6)也相似；加热单元用于对阴极室(6)内的生物油进行加热，使这些生物油能够在预先设定的温度条件下进行电化学加氢处理。本发明通过对装置各组件的结构及它们的设置方式等进行改进，与现有技术相比，能够实现在恒定温度下的生物油电化学加氢提质。

技术领域

本发明属于生物质能利用领域，更具体地，涉及一种生物油电化学加氢提质装置。

背景技术

随着化石燃料供应减少和环境问题的日益严峻，生物质被认为是一种有前途的燃料来源。生物质能储量达、清洁、可再生，是一种极具潜力的替代能源。目前，利用生物质快速热解生产生物油、燃料气、生物炭等已成为生物质资源利用的有效途径。然而，生物油由于其高粘度、高水分、高含氧量、腐蚀性和化学不稳定性等特性，直接应用受到限制。因此，在将生物油用于生产液体燃料之前应对其进行加氢提质。传统加氢提质过程均在高温下进行，然而，生物油受热易聚合，在高温下因其热不稳定性而聚合形成焦炭，堵塞催化剂活性位和反应器，影响提质过程的稳定性和寿命。鉴于上述情况，我们设计出一种基于电化学的温和条件下的生物油加氢提质装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种生物油电化学加氢提质装置，其中通过对装置各组件的结构及它们的设置方式等进行改进，与现有技术相比，能够实现在恒定温度下的生物油电化学加氢提质，并可进一步通过阴极室的结构设计，同时实现电极表面生物油的在线取样。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种生物油电化学加氢提质装置，其特征在于，包括电解单元、循环单元和加热单元，其中，

所述电解单元包括阳极室(1)和阴极室(6)，所述阳极室(1)和所述阴极室(6)位于由耐酸材料构成的相对密封的空间内，两者通过质子交换膜(3)相间隔；其中，所述阳极室(1)用于容纳阳极液，所述阴极室(6)用于容纳生物油；所述电解单元能够通过阳极电极(2)和阴极电极向所述阳极室(1)和所述阴极室(6)提供直流电，使所述阴极室(6)内的生物油进行电化学加氢处理，实现对生物油的提质；

所述阳极室(1)和所述阴极室(6)的下部均开设有电解液进口(9)，上部均开设有电解液出口(10)；所述循环单元位于所述电解单元的外部，包括生物油循环单元和阳极液循环单元；其中，所述阴极室(6)的电解液进口(9)与电解液出口(10)通过生物油循环单元相连，能够形成封闭的循环回路；所述阳极室(1)的电解液进口(9)与电解液出口(10)通过阳极液循环单元相连，能够形成循环回路；

所述加热单元用于对所述阴极室(6)内的生物油进行加热，使这些生物油能够在预先设定的温度条件下进行电化学加氢处理。

作为本发明的进一步优选，所述加热单元由阴极室加热电阻丝、热电偶、温控器和直流电源组成，其中，所述阴极室加热电阻丝敷设于所述阴极室(6)的背面，用于与所述直流电源相连，并且，用于与该直流电源连接的接头预留在所述阴极室(6)的外部；所述热电偶用于对所述阴极室(6)内的生物油的温度进行检测，所述温控器用于根据所述热电偶检测得到的温度控制所述直流电源输出功率来改变所述阴极室加热电阻丝功率达到控制所述阴极室电解液温度的目的。