一種內(nèi)熱式低溫?zé)峤鉅t及其工作方法

一種內(nèi)熱式低溫?zé)峤鉅t及其工作方法熱解爐的重要性熱解爐是進(jìn)行生物質(zhì)能源利用的重要設(shè)備，生物質(zhì)熱解技術(shù)是一種利用生物質(zhì)材料進(jìn)行熱解反應(yīng)制備高附加值化工品的技術(shù)。熱解過程中產(chǎn)生大量的含氧化物氣體，例如CO2、CH4、CO等，這些氣體可以被收集和利用，同時在熱解過程中還可以得到大量的高附加值產(chǎn)品，如液體燃料、炭素材料等。目前國內(nèi)外熱解技術(shù)大體上分為兩種，一種是高溫?zé)峤饧夹g(shù)，另一種是低溫?zé)峤饧夹g(shù)。高溫?zé)峤饧夹g(shù)一般需要溫度在800℃以上，反應(yīng)速度較快，但產(chǎn)生的炭化劑質(zhì)量較低，且易燃易爆，不易存儲和運輸；低溫?zé)峤饧夹g(shù)對反應(yīng)溫度要求較低，一般在400℃~600℃之間，熱解產(chǎn)物質(zhì)量較高，但反應(yīng)速度較慢，生產(chǎn)效率低。因此，一種既能滿足熱解反應(yīng)需要，又能保證炭化劑質(zhì)量和生產(chǎn)效率的熱解爐非常有必要。一種內(nèi)熱式低溫?zé)峤鉅t筆者設(shè)計了一種內(nèi)熱式低溫?zé)峤鉅t，具有以下特點：采用內(nèi)熱方式，可以實現(xiàn)快速加熱和高效能轉(zhuǎn)化。采用特制的反應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)，使得反應(yīng)產(chǎn)物易被收集。熱解爐本身得到充分利用，熱量可以流向反應(yīng)腔體，加熱輔助設(shè)備不需要另行布置。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、易于實現(xiàn)大規(guī)模制造。下面將對上述特點做詳細(xì)解釋。內(nèi)熱方式內(nèi)熱方式指的是，烘箱內(nèi)的物體本身成為發(fā)生熱反應(yīng)的介質(zhì)，以此來提升反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率。將物料包入載體后，烘箱內(nèi)形成一種類似爐膛的結(jié)構(gòu)，與外界保持隔離。同時，內(nèi)外熱量傳遞通過載體來進(jìn)行，將載體與物料一同加熱，實現(xiàn)快速加熱和高效能轉(zhuǎn)化。以Xi’anJiaotongUniversityChenguangResearchInstitute為例，其熱解爐就采用了內(nèi)熱方式，將反應(yīng)腔體內(nèi)的物料與表面處理好的載體一同包進(jìn)容器里，然后放入熱解爐中。由于載體不僅作為傳熱媒介，而且還承擔(dān)反應(yīng)媒介的作用，因而速度非?？?，催化性能高。特制反應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)對于含氧化物氣體，如CO2、CH4、CO等，需要將其收集起來用于其他用途。筆者設(shè)計的熱解爐內(nèi)腔體結(jié)構(gòu)可以使得這些反應(yīng)產(chǎn)物非常容易被收集。反應(yīng)腔體內(nèi)的空氣與外界隔離，只要通過通道聯(lián)系外界，可以將反應(yīng)氣體直接吸出。熱量利用這種熱解爐本身就有著非常好的能量利用效果。由于載體質(zhì)量較小，熱量的傳遞速度較快。另外，在熱解過程中產(chǎn)生的熱量可以直接流向反應(yīng)腔體，不需要另行加熱，這也大大減小了設(shè)備的規(guī)模和造價。設(shè)備特點該種熱解爐的結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，且造價非常低，一般采用高強度不銹鋼材料即可，使用壽命長。同時，由于熱解爐內(nèi)的載體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)計，因而可以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。工作方法該種熱解爐的工作方法簡單，具體包括以下三個步驟：準(zhǔn)備反應(yīng)材料和載體。將反應(yīng)材料和載體放入特制容器內(nèi)。在熱解爐中進(jìn)行熱解反應(yīng)。在熱解過程中，通過通道將反應(yīng)氣體吸出，可以進(jìn)一步利用。收集反應(yīng)產(chǎn)物。將反應(yīng)產(chǎn)物收集起來進(jìn)行處理和利用?？偨Y(jié)通過內(nèi)熱方式和特制反應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)，以及高效利用熱量來進(jìn)行驅(qū)動，筆者設(shè)計的熱解爐既能保證熱解產(chǎn)