一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置制造方法及图纸

技术编号:28268901 阅读:20 留言:0更新日期:2021-04-30 13:02
本实用新型专利技术公开了一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,属于生物炭利用领域。该装置包括依次连接的秸秆热解炭化催化装置、催化剂真空析出装置、生物炭活化装置和复合材料加工装置,所述秸秆热解炭化催化装置包括秸秆热解反应管、炭化催化反应管,炭化催化反应管与催化剂真空析出装置相连。本装置装置使得生物炭基催化剂得到最大化的利用,首先生物炭基催化剂作为热解催化剂使用,其次利用催化后的生物炭进行生物炭/聚合物复合材料加工,避免了使用后的热解催化剂污染环境,提高了生物炭基催化剂的利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置
本技术属于生物炭利用领域,具体涉及一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置。
技术介绍
生物炭是生物质热解的产物,具有的特殊的孔道结构、较大的比表面积和丰富的表面基团等特性而成为众多学科研究的热点。热解过程中加入改性后的生物炭基催化剂可以提高生物油品质、增加热解气热值等,但经催化后的催化剂大多未被合理的利用,甚至被随意丢弃,造成严重的污染和浪费,而生物炭因其特有的理化特性可以替代木质纤维素,与聚合物结合制备具有耐腐蚀、耐酸碱特点的生物炭/聚合物复合材料。
技术实现思路
为解决上述问题,本技术专利提供一种秸秆热解炭化催化制取炭基复合材料一体化装置。本技术技术方案如下:一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,包括一次连接的秸秆热解炭化催化装置、催化剂真空析出装置、生物炭活化装置和复合材料加工装置,所述秸秆热解炭化催化装置包括秸秆热解反应管、炭化催化反应管,炭化催化反应管与催化剂真空析出装置相连。进一步的,所述秸秆热解反应管连接炭化催化反应管。进一步的,所述炭化催化反应管的底部连接有集油罐和集气罐。进一步的,所述秸秆热解反应管和炭化催化反应管外设有保温层。本技术特点如下:(1)一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置使得生物炭基催化剂得到最大化的利用,首先生物炭基催化剂作为热解催化剂使用,其次利用催化后的生物炭进行生物炭/聚合物复合材料加工,避免了使用后的热解催化剂污染环境,提高了生物炭基催化剂的利用效率。(2)生物炭基催化剂被催化剂真空析出装置析出,可以实现秸秆催化热解和生物炭/聚合物复合材料加工的连续性,提高了工作效率。(3)生物炭活化装置使得催化热解后的生物炭恢复较好的孔道结构和较大的比表面积,有利于获得较好力学性能的生物炭/聚合物复合材料。附图说明图1为一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置的结构示意图。图中:1-秸秆热解炭化催化装置,101-秸秆热解反应管,102-秸秆喂料器,103-保温层,104-炭化催化反应管,105-集油罐,106-集气罐,2-催化剂真空析出装置,3-生物炭活化装置,4-生物炭/聚合物复合材料加工装置。具体实施方式以下结合附图和实例对本技术的具体结构和工作过程进一步的描述。实施方式中所使用生物炭基催化剂采用现有产品。本装置将生物质催化热解装置与现有产品(即真空析出装置、生物炭活化装置、生物炭/聚合物复合材料加工装置)相结合,弥补了使用后的生物炭基催化剂的存放和使用问题,实现了生物炭基催化剂重复高效利用,减少了环境污染,有利于生物质清洁能源的发展。如图所示,一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,包括一次连接的秸秆热解炭化催化装置1、催化剂真空析出装置2、生物炭活化装置3和复合材料加工装置4,秸秆热解炭化催化装置1包括秸秆热解反应管101、炭化催化反应管104,炭化催化反应管104与催化剂真空析出装置2相连。秸秆热解反应管101连接炭化催化反应管104。秸秆热解反应管101和炭化催化反应管104外设有保温层103。炭化催化反应管104的底部连接有集油罐105和集气罐106。工作时,秸秆原料通过秸秆喂料器102进入秸秆热解反应管101中进行热解反应,反应生成的热解气经催化反应管104中的生物炭基催化剂进行催化反应,经催化后的生物质热解气进入集油罐105冷凝,生物油收集在集油罐中,不可冷凝气体通过管道进入集气罐106中保存。秸秆催化热解反应完成后,生物炭基催化剂被催化剂真空析出装置2转移到生物炭活化装置3中,经催化后的生物炭存在一定程度的积炭堵塞孔道的情况,经活化后的生物炭基材料在很大程度上可以恢复其孔道结构和比表面积,活化方式为物理法,将温度升高到800-900℃,在此过程中通入CO2或水蒸气进行活化,这主要是因为生物炭/聚合物复合材料优异的力学性能主要归功于生物炭的多孔结构和较大的表面积,因此活化后的生物炭使得生物炭/聚合物复合材料性能更佳,经活化后的生物炭基催化剂进入生物炭/聚合物复合材料加工装置中,生物炭/聚合物复合材料加工装置采用物理成型法,结构为双螺杆挤塑形式,将生物炭、聚合物以及润滑剂等加入到挤出机的料筒中,根据产品需要,通过生物炭出料量配以合适量的聚合物,材料在料筒和螺杆之间作用,加热使其生成塑化的同时,被螺杆推送向前挤出,调节机头的尺寸可制备出所需截面积的复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,其特征在于:包括依次连接的秸秆热解炭化催化装置(1)、催化剂真空析出装置(2)、生物炭活化装置(3)和复合材料加工装置(4),所述秸秆热解炭化催化装置(1)包括秸秆热解反应管(101)、炭化催化反应管(104),炭化催化反应管(104)与催化剂真空析出装置(2)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,其特征在于:包括依次连接的秸秆热解炭化催化装置(1)、催化剂真空析出装置(2)、生物炭活化装置(3)和复合材料加工装置(4),所述秸秆热解炭化催化装置(1)包括秸秆热解反应管(101)、炭化催化反应管(104),炭化催化反应管(104)与催化剂真空析出装置(2)相连。


2.根据权利要求1所述的一种秸秆炭基催化热解制取炭基复合材料一体化装置,其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵立欣姚宗路仉利贾吉秀霍丽丽
申请(专利权)人:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
类型:新型
国别省市:北京;11

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