[发明专利]一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置

说明书

本发明涉及一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置，包括进料器、微波吸收剂床层、双口石英反应瓶、第一级微波热解装置、石英催化管、催化剂床层、第二级微波催化装置、生物油收集装置、冷凝系统、防倒吸装置、洗气装置、气体流量监测装置、抽气泵和气体收集装置。在微波吸收剂床层达到目标热解温度后，物料通过进料器加入双口石英反应瓶进行快速热解，产生的热解蒸气通过催化剂床层进行催化重整，后进入冷凝系统冷凝成生物油，不可冷凝气体再依次进入防倒吸装置、洗气装置、气体流量监测装置、抽气泵，最后由气体收集装置收集。本发明实现了废弃油脂快速热解，提高生物油产率；可提高催化效果，并减缓催化剂结焦失活、延长催化剂使用寿命。

技术领域

本发明涉及废弃油脂资源化利用领域，尤其涉及一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置。

背景技术

化石燃料的急剧消耗，使能源安全成为重大挑战。近年来，废弃油脂转化富烃燃油的研究日益热络。油脂工业是我国粮油食品工业的重要组成部分，在国民经济中具有十分重要的作用和地位。在食用、加工动植物油脂过程中，不可避免产生废弃油脂。全球经济的高速发展，很大程度上提升了人们的生活水平，废弃油脂产量也随之剧增。2019年仅我国食用植物油理论产量高达6000万吨，产生的废弃油脂总量超过1000万吨。其庞大的数量和造成的严重环境污染使填埋等处理方式不再适用，且会造成资源浪费。合理利用和开发废弃油脂及其衍生产品具有一定的经济价值和生态效益。

热解作为一种废弃油脂的资源化和高值化利用技术，逐渐受到关注。目前，微波作为一种新型加热方式，具有即时性、整体性、高效性，能实现热效应和非热效应的协同，在加快反应速率和增加产物收率等方面具有明显优势。相比于传统电加热热解，微波辅助热解具有能量利用率高、加热速度快，因此应用更为广泛。然而，微波对烃类产物的选择性不强，制成的生物油因含氧量高依旧存在系列缺陷，如热值低、热稳定性差、含水量高、酸度高、粘度高、腐蚀性强，严重制约了废弃油脂微波热解制烃的发展与应用。为促进生物油脱氧，催化剂通常被引入热解体系。结合快速热解和催化重整，有效降低含氧量，大幅度提升了生物油品质。然而传统的催化反应由电力供热，不仅能量利用率低，且易造成催化剂结焦失活。微波加热催化具有更均匀的催化床层温度分布，其形成的热点效应还可为消碳反应(C+CO₂＝2CO)供能，促进催化剂上积碳减少，有效延长了催化剂使用寿命。

微波热解结合微波催化可以提高能量利用效率，提高生物油的产率和品质。然而通常为共用一个微波炉腔，需将原料与催化剂混合放置。这将导致废弃油脂热解后产生的灰分堆积在催化剂表面，造成催化剂不可逆失活。同时，受限于同一微波炉腔，热解和催化温度不能分别精确调控，不利于催化热解过程的控制与优化。因此，本发明开发了一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置，对微波辅助热解与催化过程进行双重调控，实现废弃油脂的高值化利用。

发明内容

本发明为实现废弃油脂的高值化利用，提供一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置，具有能量利用率高，生物油产率、品质高，及催化剂使用寿命长等优势，具有广阔的工业应用前景。

本发明将通过以下技术方案得以实现：

一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置，包括进料器、微波吸收剂床层、双口石英反应瓶、第一级微波热解装置、石英催化管、催化剂床层、第二级微波催化装置、生物油收集装置、冷凝系统、防倒吸装置、洗气装置、气体流量监测装置、抽气泵、气体收集装置。

第一级微波热解装置内设有微波吸收剂床层和双口石英反应瓶，双口石英反应瓶的上向支管口与进料器相连，右向支管口与第二级微波催化装置内的石英催化管的左端相连，石英催化管内有催化剂床层，右端通过转接弯头与生物油收集装置相连，生物油收集装置与冷凝系统相连，冷凝系统通过橡胶软管依次与防倒吸装置、洗气装置、气体流量监测装置、抽气泵及气体收集装置相连。

上述的一种双级微波串接催化热解废弃油脂的装置，其中：所述的进料器为带有活动旋塞的可控进料器。