【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流化床实验，更具体的说是涉及一种流化床热解实验台及实验方法。
技术介绍
1、生物质热解气化流化床实验装置能够模拟生物质在流化床中的热解气化过程,产生对应的固、液、气三相产物。
2、但是，现有的流化床热解实验装置存在问题：1)规模庞大，操作复杂，运行粗放，无法单人操作，难以实现精确定量的物料投入和反应条件控制，实验结果的波动和不确定性较大，严重影响实验的科学性和可靠性，不适合实验室实验；2)庞大笨重，安装和维护不便，运行成本和维护成本都较高，不适用于对空间布局和设备运行参数调整有着较高要求的实验室环境中；3)易发生密封不良(漏风)、物料损失(流化不充分)、堵塞等运行故障，作为要求精准结果的实验设备而言并不理想。
3、因此，提供一种高效、灵活、精准、低成本的流化床热解实验台及实验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种流化床热解实验台及实验方法，以解决现有流化床热解实验装置成本昂贵、实验效果稳定性与重现性差、实验周期缓慢问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种流化床热解实验台，包括进料罐、螺旋进料器、流化床反应器、电加热炉、流化气氛输入管道、热电偶、焦炭收集器、热解液收集器、冷却器和电除尘器，所述进料罐与所述螺旋进料器入料口连接相通，所述螺旋进料器出料口与所述流化床反应器底部连接相通，所述流化床反应器安装在所述电加热炉内且所述流化床反应器两端延伸出所述
4、进一步的，所述流化床反应器与管道之间、所述焦炭收集器与管道之间、所述热解液收集器与管道之间，以及所述电除尘器与管道之间均为可拆卸连接。
5、进一步的，所述螺旋进料器包括壳体、螺旋杆和伺服电机，所述进料罐与所述壳体上的所述入料口连接相通，所述壳体上的所述出料口与所述流化床反应器底部连接相通；所述螺旋杆安装在所述壳体内部；所述伺服电机安装在所述壳体一端且与所述螺旋杆一端固定连接。
6、进一步的，所述进料罐包括罐体和盖体，所述罐体底部与所述入料口连接相通；所述盖体与所述罐体顶部螺纹连接。
7、进一步的，所述流化床反应器靠近床底安装有第一石英砂过滤板。
8、进一步的，所述焦炭收集器靠近出口端安装有第二石英砂过滤板。
9、进一步的，还包括支撑架，所述螺旋进料器、所述电加热炉、所述冷却器和所述电除尘器均安装在所述支撑架上；所述支撑架底部安装有万向轮。
10、利用如上所述的一种流化床热解实验台而进行的实验方法，包括以下步骤：
11、1)对所有可拆解部件进行称重，其中可拆解部件包括流化床反应器、焦炭收集器、冷却器、电除尘器和各个管道；
12、2)称取20g经水洗并干燥过的石英砂，加入流化床反应器中；然后将20g-100g生物质原料加入进料罐罐体，随后盖上盖体，拧紧密封；
13、3)将流化床反应器的床顶和床底以及焦炭收集器周围裸露的部分用石棉包裹；打开电加热炉，设置炉温至600℃，等待30分钟，对流化床反应器预热，然后采用热电偶测定流化床反应器炉膛温度，直至流化床反应器内反应温度稳定至实验要求温度；
14、4)打开气流控制阀，使流化载气经流化气氛输入管道流入流化床反应器；打开伺服电机，调节进料速率，使生物质原料通过螺旋进料器进入流化床反应器；打开电除尘器；
15、5)发生热裂解：裂解气从焦炭收集器通入浸没在冷却器中的热解液收集器中，热解气经过冷却，液相部分冷却被收集，气相部分通入电除尘器二次收集，无法收集的尾气排出；热裂解过程持续100-120分钟，当电除尘器尾气出口无任何可见性尾气排除时，停止实验，关闭电加热炉和电除尘器电源；
16、6)去掉流化床反应器以及焦炭收集器上覆盖的石棉，当流化床反应器内温度降至350℃以下时，打开电加热炉的门；
17、7)当温度降至接近常温时，拆解所有可拆解部件并分别进行称重，根据反应前后各可拆解部件的质量，进行差减法计算，即可分别得固相、液相、气相产物的产率，以及冷却器冷却效率；
18、8)收集热解所得生物油和炭，用以测定成分；
19、9)实验完毕，将所有可拆解部件进行清洁，以备下次使用；其中冷却器用异丙醇清洗后吹干；流化床反应器、焦炭收集器以及各个管道，置于马弗炉内，600℃加热4小时，取出后用空气流吹扫除去其中残留的灰分。
20、由此可知，本专利技术提供了一种流化床热解实验台及实验方法，与现有技术相较而言，本专利技术具有如下有益效果：
21、1)物料进料量、载气流速、床内反应温度、热解液冷却收集温度都能做到精准控制，即各实验参数均可精准调节，从而使实验所获取的数据极为精确，避免采用常规流化床进行实验时，因为设备体型过大而积累误差、数据采集仪表精度较低等原因造成的实验结果与理想状态偏差过大，因而达不到进行实验的研究目的；
22、2)仅用微量的物料材料，便可实现该物料的流化床热解反应，即用料极少，设备微型化，可拆卸、易清理，对于实验研究而言极为实用和便利，既摆脱了实验材料不足的困扰，也摆脱了常规流化床实验运行一次实验的成本过高、操作过于复杂、实验后设备清洁困难进而影响下次实验结果准确性等诸多问题；
23、3)设备体型小巧，整个实验台仅需占地空间3-5m2，高度不超过2m，对实验室环境要求不高，配备了水、电和通风橱的常规室内实验室均能满足其运行要求。
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1.一种流化床热解实验台，其特征在于，包括进料罐、螺旋进料器、流化床反应器、电加热炉、流化气氛输入管道、热电偶、焦炭收集器、热解液收集器、冷却器和电除尘器，所述进料罐与所述螺旋进料器入料口连接相通，所述螺旋进料器出料口与所述流化床反应器底部连接相通，所述流化床反应器安装在所述电加热炉内且所述流化床反应器两端延伸出所述电加热炉；所述流化气氛输入管道一端与所述流化床反应器底部连接相通，所述流化气氛输入管道上安装有气流控制阀；所述热电偶安装在所述流化床反应器顶部且伸入其内部；所述流化床反应器、所述焦炭收集器、所述热解液收集器和所述电除尘器依次通过管道连接相通；所述热解液收集器安装在所述冷却器内。
2.根据权利要求1所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述流化床反应器与管道之间、所述焦炭收集器与管道之间、所述热解液收集器与管道之间，以及所述电除尘器与管道之间均为可拆卸连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述螺旋进料器包括壳体、螺旋杆和伺服电机，所述进料罐与所述壳体上的所述入料口连接相通，所述壳体上的所述出料口与所述流化床反应器
4.根据权利要求3所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述进料罐包括罐体和盖体，所述罐体底部与所述入料口连接相通；所述盖体与所述罐体顶部螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述流化床反应器靠近床底安装有第一石英砂过滤板。
6.根据权利要求1或5所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述焦炭收集器靠近出口端安装有第二石英砂过滤板。
7.根据权利要求1所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，还包括支撑架，所述螺旋进料器、所述电加热炉、所述冷却器和所述电除尘器均安装在所述支撑架上；所述支撑架底部安装有万向轮。
8.利用如权利要求1-7任一项所述的一种流化床热解实验台而进行的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种流化床热解实验台，其特征在于，包括进料罐、螺旋进料器、流化床反应器、电加热炉、流化气氛输入管道、热电偶、焦炭收集器、热解液收集器、冷却器和电除尘器，所述进料罐与所述螺旋进料器入料口连接相通，所述螺旋进料器出料口与所述流化床反应器底部连接相通，所述流化床反应器安装在所述电加热炉内且所述流化床反应器两端延伸出所述电加热炉；所述流化气氛输入管道一端与所述流化床反应器底部连接相通，所述流化气氛输入管道上安装有气流控制阀；所述热电偶安装在所述流化床反应器顶部且伸入其内部；所述流化床反应器、所述焦炭收集器、所述热解液收集器和所述电除尘器依次通过管道连接相通；所述热解液收集器安装在所述冷却器内。
2.根据权利要求1所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述流化床反应器与管道之间、所述焦炭收集器与管道之间、所述热解液收集器与管道之间，以及所述电除尘器与管道之间均为可拆卸连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种流化床热解实验台，其特征在于，所述螺旋进料器包括壳体、螺旋杆和伺服...
【专利技术属性】
技术研发人员：成亮，韩素芳，程诗明，徐秀荣，雷夏烁，
申请(专利权)人：浙江省林业科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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