CN109207179A - 一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料制合成气的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能热利用及有机废弃物洁净转化利用相关技术领域，并公开了一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料制合成气的系统，其包括太阳能供能及聚焦单元、熔融盐热交换单元、含碳物料热解反应单元、产物催化重整单元以及控制终端，其中通过采用聚光太阳能作为高温热源对盐进行加热熔融，再将熔融盐与含碳物料在改良后的热解反应器中混合进行热解反应，最后将气体产物进行催化重整再作收集，同时搭配合理的反馈调控系统，使之能在太阳能条件下更高效、合理的运行。通过本发明，成功克服了传统太阳能使用缺陷，提高含碳物料的热解效率，并极大降低传统热解所需的能量消耗，同时提高合成气的产率，达到高效利用太阳能对含碳物料进行加值转化的目的。

Description

一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料制合成气的系统
技术领域
本发明属于太阳能热利用及有机废弃物洁净转化利用相关技术领域，更具体地，涉及一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料制合成气的系统。
背景技术
随着人类生产生活的快速发展，各类生物质材料和城市生活垃圾数量倍增，而传统的焚烧或填埋技术并不具备清洁性，会极大地污染生态环境，并不符合可持续性发展道路。因此，科学环保的含碳物料处理方案亟待学者们开发。而今，太阳能因其可再生、分布广泛、储量巨大、利用简单而格外受到重视。由于太阳能属于辐射能，具有瞬时性的特点，无法保证太阳能持续稳定地输出；同时具有区域性，在各地区分布并不均匀。为了克服太阳能的这些缺点，太阳能利用技术往往需要与储能装置搭配使用。综合考虑两者过后，一种含碳物料太阳能热解技术逐渐进入了人们的视线。
所谓含碳物料太阳能热解技术，是通过聚光器提高太阳的入射强度，可提供高达2000℃的高温，驱动含碳物料发生高温热解，清洁处理掉含碳物料的同时，将部分太阳能转化为化学能加以储存，便于运输使用。现有的技术中已经提出了一些解决方案，期望能够获得尽可能高的能量收益。例如，CN 105112080 A提出了一种太阳能热解反应装置，使用聚焦太阳光直接照射真空集热管，使生物质原料在其中热解，再进行产物分离得到生物燃气、生物炭、木醋液和木焦油，基于太阳能热解将生物质转化为可用资源；又例如CN 207775144 U提出的一种太阳能与生物质能耦合热解装置，对光线进行追踪当太阳光充足时，使用太阳能热源，将原料热解，而太阳光不充足时，则燃烧生物质供热作为热源，用以解决太阳能的瞬时性缺陷。
然而，进一步的研究表明，现有的技术仍存以下的缺陷或不足：首先，这类技术并未全面而实质的解决太阳能的缺陷带来的问题，使用生物质燃烧辅助提供热解所需热量，仅仅有限弥补了瞬时性的缺陷，仍存在传统生物质焚烧方案中的污染问题；其次，使用太阳能直接加热生物质原料的换热效率并不高，从而导致太阳能的使用效率低下，极大限制了太阳能的高品位利用。相应地，含碳物料的太阳能热解领域亟需做出进一步的改良，以便更好地符合现代太阳能利用技术及有机废弃物的洁净转化利用领域的大环境。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料合成气的系统，其中通过对其关键组成模块及其相互设置方式进行重新设计、尤其是引入了熔融盐换热和含碳物料热解反应的联合作用机理，不仅极大提高了换热效率，便于后续的产物催化过程，可获得更高质量和产量的合成气，而且通过对整个系统的构造布局和实时调控改进，相应在使用其他热源的前提下，有效地解决了太阳能瞬时性带来的使用困扰。
相应地，按照本发明，提供了一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料合成气的系统，其特征在于，该系统包括太阳能供能及聚焦单元、熔融盐热交换单元、含碳物料热解反应单元、产物催化重整单元以及控制终端，其中：
所述太阳能供能及聚焦单元包括抛物面聚光器，用于将入射的太阳能聚焦后，导向设置于邻近一侧的所述熔融盐热交换单元以进行加热；
所述熔融盐热交换单元包括光能利用室、盐室和真空泵，其中该盐室设置在所述光能利用室中，它的内部容纳有混合盐且接受太阳能以变得熔融；此外，当所述盐室中的测温装置测得该熔融盐的温度高于800℃时，所述控制终端发出指令启动所述真空泵，将熔融盐从所述盐室抽入至所述含碳物料热解反应单元中，直至达到指定量为止；
所述含碳物料热解反应单元包括热解反应器，该热解反应器除了具备用于投放含碳物料的给料口和用于抽入所述熔融盐的盐入口之外，还具备位于上部的气体出口和位于下部的盐出口；其中被投放的含碳物料于熔融盐中进行热解反应，并产生热解气；当被抽入的熔融盐达到指定量后，所述控制终端发出指令控制所述真空泵继续从所述盐室抽取熔融盐且减缓抽取速度，同时启动与所述盐出口相连的阀门，将所述热解反应器中的熔融盐以同等速率导向所述盐室重新加热，由此确保所述热解反应器中熔融盐保持所需的体积和温度；
所述产物催化重整单元包括催化管和冷凝管，其中该催化管的一端与所述热解反应器的所述气体出口保持相连，另外一端与所述冷凝管的入口保持相连；此外，该催化管内部存储有催化剂且被设置为经过所述光能利用室以便利用太阳能对催化剂进行预热，当所述热解反应器产生的热解气被导入此催化管中时，预热后的催化剂对其进行催化重整得到只含有极少量热解油的粗合成气；该粗合成气继续被导入到所述冷凝器中，分离出热解油流入储油罐，并最终将剩余的更纯净的合成气导入储气罐。
作为进一步优选地，所述光能利用室的内壁优选设置有热电偶，并用于不断将熔融盐的实时温度数据传输给所述控制终端。
作为进一步优选地，所述热解反应器优选是带顶的圆柱罐，并在罐身设有所述给料口、盐入口、盐出口、气体出口；其中所述盐入口优选设计为其延伸方向为圆柱罐该水平截面的非直径弦，并确保熔融盐流入后呈漩涡状运动；所述盐出口被设计为经过残碳过滤器和所述阀门后与所述盐室通过管道相连，并且其延伸方向为倾斜向下；所述气体出口被设计为位于整个圆柱罐的顶端。
作为进一步优选地，所述热解反应器的内部还包括热解篮，该热解篮上优选设计具有小于50mm的孔隙。
作为进一步优选地，所述热解反应器中优选内置水浸传感器来持续监测其内部熔融盐的量，并将信号实时传输给所述控制终端。
作为进一步优选地，所述阀门优选为可控制盐流量的球阀或其他类型阀门。
作为进一步优选地，对于所述混合盐而言，其优选为三元共晶碳酸盐，进一步优选为摩尔比1：1：1的Li2CO3-Na2CO3-K2CO3的混合盐，并且其熔点约为400℃。
作为进一步优选地，所述催化管内部优选采用Ni/Al2O3作为热解气重整的催化剂。
作为进一步优选地，所述含碳物料包括以下物质中的一种或组合：煤炭、石油焦、生物质、城市生活垃圾等。
作为进一步优选地，当所述盐室中的熔融盐的温度下降至预设的阈值后，所述控制终端发出指令使得所述真空泵和所述给料口停止工作，并在为所述热解反应器中的剩余物料流出一定的反应时候后，接着将所述阀门全开以便让熔融盐从所述热解反应器更快地流出，并进入到所述盐室中储存且等待下一次太阳光达到反应所需条件时继续运行。
作为进一步优选地，所述热电偶、水浸传感器与所述控制终端之间优选构成为一个反馈调节系统，其中热电偶和水浸传感器会将所述盐室中盐的实时温度和所述热解反应器中的熔融盐量反馈到所述控制终端，之后由该控制终端根据收到的数据，相应控制所述真空泵、给料口、阀门的运行状态。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有的各类设备相比，通过对其关键组成模块及其具体设置方式、尤其是熔融盐的循环利用和催化重整的工作方式等方面进行研究和设计，相应与现有设备相比，能够显著改善对能量利用率、能耗和物质利用的优化配置，同时借助于熔融盐强化对含碳物料的传热，不仅更为高效利用太阳能，而且极大程度地提高了合成气的产量，因而尤其适合于各类高效利用太阳能对含碳物料进行加值转化的应用场合。
附图说明
图1是按本发明所构建的聚光太阳能熔融盐热解含碳物料合成气的系统的整体构造示意图；
图2是更为具体地解释说明本发明的整体系统工作原理及运行流程图；
图3是示范性显示本发明所使用的反馈调节方案的示意图；
图4是按照本发明的优选实施例的热解反应器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按本发明所构建的聚光太阳能熔融盐热解含碳物料合成气的系统的整体构造示意图。如图1所示，该系统主要包括太阳能供能及聚焦单元、熔融盐热交换单元、含碳物料热解反应单元、产物催化重整单元以及控制终端等功能组件，下面将对其逐一进行具体解释说明。
太阳能供能及聚焦单元譬如包括抛物面聚光器13，用于将入射的太阳能聚焦后，导向设置于邻近一侧的所述熔融盐热交换单元以进行加热。
对于熔融盐热交换单元而言，它包括光能利用室7、盐室8和真空泵6，其中该盐室8设置在所述光能利用室7中，它的内部容纳有混合盐且接受太阳能以变得熔融；此外，当所述盐室中的测温装置测得该熔融盐的温度高于800℃时，所述控制终端发出指令启动所述真空泵6，将熔融盐从所述盐室8抽入至所述含碳物料热解反应单元中，直至达到指定量为止。
对于含碳物料热解反应单元而言，它包括热解反应器1，该热解反应器1除了具备用于投放含碳物料的给料口3和用于抽入所述熔融盐的盐入口5之外，还具备位于上部的气体出口4和位于下部的盐出口16；其中被投放的含碳物料于熔融盐中进行热解反应，并产生热解气；当被抽入的熔融盐达到指定量后，所述控制终端发出指令控制所述真空泵6继续从所述盐室抽取熔融盐且减缓抽取速度，同时启动与所述盐出口相连的阀门14，将所述热解反应器中的熔融盐以同等速率导向所述盐室8重新加热，由此确保所述热解反应器中熔融盐保持所需的体积和温度；
此外，所述产物催化重整单元包括催化管9和冷凝管10，其中该催化管9的一端与所述热解反应器的所述气体出口保持相连，另外一端与所述冷凝管10的入口保持相连；该催化管内部存储有催化剂且被设置为经过所述光能利用室7以便利用太阳能对催化剂进行预热，当所述热解反应器1产生的热解气被导入此催化管中时，预热后的催化剂对其进行催化重整得到只含有极少量热解油的粗合成气；该粗合成气继续被导入到所述冷凝器10中，分离出热解油流入储油罐12，并最终将剩余的更纯净的合成气导入储气罐11。
下面将结合图2和图3来具体介绍按照本发明的系统的工作原理及工艺流程。
首先，当盐室8中的测温装置测得盐的温度高于800℃时，控制终端收到信号后将启动真空泵6关闭阀门，将熔融盐从盐室8快速抽入热解反应器1，直到反应器中的盐量测量系统测得反应器内熔融盐达到指定量(优选液面达热解篮高度五分之四处)，控制终端收到信号后，将控制真空泵6运行功率降低，维持较小的速率向反应器继续注入高温的熔融盐，同时控制阀门14半开，以相同速率将熔融盐注导盐室8中新加热，并打开给料口3向反应器内投入含碳物料；换而言之，控制终端收到盐量信号后，将控制真空泵运行功率降低，维持较小的速率向反应器继续注入高温的熔融盐，同时控制阀门半开，以相同速率将熔融盐注入盐室重新加热，并打开给料口，根据测温系统反馈的温度数据，以相应的给料速度向反应器内投入含碳物料。
接着，当熔融盐由于持续被加热后注入后，热解反应器1中的盐温度将稳定在800℃以上(譬如1000℃以上)，含碳物料将在热解篮2中被熔融盐加热快速热解，产生的气体产物由气体出口4离开反应器，随后进入催化管9中，此时催化管9中的催化剂也被预热完成，将大部分焦油等副产物进一步裂解为粗合成气；
接着，粗合成气离开催化管9后导入冷凝器10，分离未完全裂解的少量焦油等，收入储油罐12，合成气则导入储气罐11收集；
此外，在热解进行的同时，热电偶仍在实时监控着盐室8中熔融盐的温度，当盐室8中熔融盐的温度降低到670℃以下时，收到温度反馈信号的控制终端将同时关闭真空泵6、给料口3和阀门14，此时热解反应器1中的残余反应物被670℃的熔融盐继续加热10分钟，之后控制终端将打开阀门14，让尚未凝固的熔融盐回流到盐室8中。
按照本发明的一个优选实施例，所述含碳物料包括以下物质中的一种或组合：煤炭、生物质、石油焦、城市生活垃圾等。所述混合盐原料优选为摩尔比1：1：1的Li2CO3-Na2CO3-K2CO3的混合盐，其熔点约为400℃。催化管9中使用的催化剂优选为Ni/Al2O3催化剂。
按照本发明的另一优选实施例，所述热解反应器(1)为带顶的圆柱罐，罐身设有给料口3、盐入口5盐出口16、气体出4。所述的给料口3受到反馈系统的调控；所述盐入口5方向哟选为圆柱罐该水平截面的某非直径弦，以确保熔融盐流入后呈漩涡状运动，从而将投入的含碳物料较为均匀的冲散在熔融盐中进行热解，避免堆积于一处，确保充分受热；热解篮2设置在罐汇总，其上优选设有小于50mm的孔隙，确保熔融盐的顺利流动，同时避免含碳物料随盐从盐出口16流出损坏装置；所述盐出口16经残碳过滤器15、阀门14后与盐室8通过管道相连，方向为倾斜向下，确保熔融盐能在终止使用后在重力作用下回流至盐室8中；气体出口4譬如位于反应器顶端。
在工艺实施过程中，控制终端将被设置温度阀值，初步建议670℃以上，当测温系统测定的盐温度低于阀值后，控制终端将控制真空泵、阀门和给料口同时关闭一段预留时间，初步建议为10分钟，利用盐的余温热解反应器中剩余的含碳物料，待预留时间后，控制终端将控制阀门完全打开，让熔融盐在凝固前回流到盐室中，等待下一次太阳光使熔融盐充分升温后继续上述的工艺流程。
综上，本发明通过使用含碳物料热解产物储存太阳能，可以使用泥煤、褐煤、石油焦、稻壳、棉花秸秆、玉米秸秆、城市生活垃圾等多种含碳物料，原料适应范围广，实现了含碳能源的清洁利用和太阳能的有效储存，最终产品可经过运输及化学作各方面的使用。同时与现有方案相比，能够不借助其他种类热源，通过自身系统的合理调控，解决传统含碳物料太阳能热解技术中由于太阳能瞬时性带来的困扰，并利用熔融盐强化传热，优化对含碳物料的换热，在确保清洁环保的同时实现太阳能的高效利用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚光太阳能熔融盐热解含碳物料制合成气的系统，其特征在于，该系统包括太阳能供能及聚焦单元、熔融盐热交换单元、含碳物料热解反应单元、产物催化重整单元以及控制终端，其中：
所述太阳能供能及聚焦单元包括抛物面聚光器(13)，用于将入射的太阳能聚焦后，导向设置于邻近一侧的所述熔融盐热交换单元以进行加热；
所述熔融盐热交换单元包括光能利用室(7)、盐室(8)和真空泵(6)，其中该盐室(8)设置在所述光能利用室(7)中，它的内部容纳有混合盐且接受太阳能以变得熔融；此外，当所述盐室中的测温装置测得该熔融盐的温度高于800℃时，所述控制终端发出指令启动所述真空泵(6)，将熔融盐从所述盐室(8)抽入至所述含碳物料热解反应单元中，直至达到指定量为止；
所述含碳物料热解反应单元包括热解反应器(1)，该热解反应器(1)除了具备用于投放含碳物料的给料口(3)和用于抽入所述熔融盐的盐入口(5)之外，还具备位于上部的气体出口(4)和位于下部的盐出口(16)；其中被投放的含碳物料于熔融盐中进行热解反应，并产生热解气；当被抽入的熔融盐达到指定量后，所述控制终端发出指令控制所述真空泵(6)继续从所述盐室抽取熔融盐且减缓抽取速度，同时启动与所述盐出口相连的阀门(14)，将所述热解反应器中的熔融盐以同等速率导向所述盐室(8)重新加热，由此确保所述热解反应器中熔融盐保持所需的体积和温度；
所述产物催化重整单元包括催化管(9)和冷凝管(10)，其中该催化管(9)的一端与所述热解反应器的所述气体出口保持相连，另外一端与所述冷凝管(10)的入口保持相连；此外，该催化管内部存储有催化剂且被设置为经过所述光能利用室(7)以便利用太阳能对催化剂进行预热，当所述热解反应器(1)产生的热解气被导入此催化管中时，预热后的催化剂对其进行催化重整得到只含有极少量热解油的粗合成气；该粗合成气继续被导入到所述冷凝器(10)中，分离出热解油流入储油罐(12)，并最终将剩余的更纯净的合成气导入储气罐(11)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光能利用室(7)的内壁优选设置有热电偶，并用于不断将熔融盐的实时温度数据传输给所述控制终端。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述热解反应器优选是带顶的圆柱罐，并在罐身设有所述给料口(3)、盐入口(5)、盐出口(16)、气体出口(4)；其中所述盐入口(5)优选设计为其延伸方向为圆柱罐该水平截面的非直径弦，并确保熔融盐流入后呈漩涡状运动；所述盐出口(16)被设计为经过残碳过滤器(15)和所述阀门(14)后与所述盐室(8)通过管道相连，并且其延伸方向为倾斜向下；所述气体出口(4)被设计为位于整个圆柱罐的顶端。
4.如权利要求1-3任意一项所述的系统，其特征在于，所述热解反应器的内部还包括热解篮(2)，该热解篮(2)上优选设计具有小于50mm的孔隙；此外，所述热解反应器中优选内置水浸传感器来持续监测其内部熔融盐的量，并将信号实时传输给所述控制终端。
5.如权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，对于所述混合盐而言，其优选为三元共晶碳酸盐，进一步优选为摩尔比1：1：1的Li2CO3-Na2CO3-K2CO3的混合盐，并且其熔点约为400℃。
6.如权利要求1-5任意一项所述的系统，其特征在于，所述催化管内部优选采用Ni/Al2O3作为热解气重整的催化剂。
7.如权利要求4-6任意一项所述的系统，其特征在于，当所述盐室(8)中的熔融盐的温度下降至预设的阈值后，所述控制终端发出指令使得所述真空泵(6)和所述给料口(3)停止工作，并在为所述热解反应器(1)中的剩余物料流出一定的反应时候后，接着将所述阀门(14)全开以便让熔融盐从所述热解反应器更快地流出，并进入到所述盐室(8)中储存且等待下一次太阳光达到反应所需条件时继续运行。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述热电偶、水浸传感器与所述控制终端之间优选构成为一个反馈调节系统，其中热电偶和水浸传感器会将所述盐室中盐的实时温度和所述热解反应器中的熔融盐量反馈到所述控制终端，之后由该控制终端根据收到的数据，相应控制所述真空泵(6)、给料口(3)、阀门(14)的运行状态。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109847657A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 华中科技大学 一种熔融盐供热的流化床热解反应炉及反应方法
CN113462421A (zh) * 2021-07-30 2021-10-01 重庆大学 一种熔融盐加热医疗废弃物或废旧塑料的热解方法
CN114540054A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 华南理工大学 一种聚光太阳能热解生物质的多联产系统和方法
CN114797688A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 华中科技大学 一种连续式聚光太阳能驱动生物质热转化系统
CN114860009A (zh) * 2022-05-16 2022-08-05 华中科技大学 一种热电一体化处理系统及方法
CN114874814A (zh) * 2022-05-17 2022-08-09 西安交通大学 一种基于碱金属熔融盐的生物质热解气化装置及方法
CN115820284A (zh) * 2022-11-18 2023-03-21 重庆大学 一种移动式熔盐储能的混合碳氢燃料热解的装置和方法
WO2024165942A1 (en) 2023-02-06 2024-08-15 Versalis S.P.A. Process to produce a pyrolysis oil comprising liquid hydrocarbons from plastic material at high exergetic efficiency, and relative plant
WO2024165941A1 (en) 2023-02-06 2024-08-15 Versalis S.P.A. Process to produce a pyrolysis oil comprising liquid hydrocarbons from plastic material from an intermittent energy source, and relative plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203513585U (zh) * 2013-08-30 2014-04-02 陆玉正 一种太阳能热解废旧轮胎装置
CN104671628A (zh) * 2015-02-09 2015-06-03 谭修光 一种利用太阳能热解碳化技术处理污泥的方法
EP2955372A2 (en) * 2014-06-11 2015-12-16 Kevin Lee Friesth Quintuple-effect generation multi-cycle hybrid renewable energy system with integrated energy provisioning, storage facilities and amalgamated control system
CN105948040A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 武汉大学 一种竹材熔盐热解资源化利用方法
CN106635165A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 大连理工大学 含碳原料气化制清洁合成气的方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203513585U (zh) * 2013-08-30 2014-04-02 陆玉正 一种太阳能热解废旧轮胎装置
EP2955372A2 (en) * 2014-06-11 2015-12-16 Kevin Lee Friesth Quintuple-effect generation multi-cycle hybrid renewable energy system with integrated energy provisioning, storage facilities and amalgamated control system
CN104671628A (zh) * 2015-02-09 2015-06-03 谭修光 一种利用太阳能热解碳化技术处理污泥的方法
CN105948040A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 武汉大学 一种竹材熔盐热解资源化利用方法
CN106635165A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 大连理工大学 含碳原料气化制清洁合成气的方法和装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
大连工学院等: "《无机化工工艺学（一）合成氨》", 28 February 1951, 化学工业出版社 *
张蕾: "《固体废弃物处理与资源化利用》", 31 December 2017, 中国矿业大学出版社 *
王华等: "《晶格氧部分氧化甲烷制取合成气技术》", 31 July 2009, 冶金工业出版社 *
王华等: "《高性能复合相变蓄热材料的制备与蓄热燃烧技术》", 30 April 2006, 冶金工业出版社 *
薛金秋: "《化纤机械》", 30 September 1999, 中国纺织工业出版社 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109847657A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 华中科技大学 一种熔融盐供热的流化床热解反应炉及反应方法
CN113462421A (zh) * 2021-07-30 2021-10-01 重庆大学 一种熔融盐加热医疗废弃物或废旧塑料的热解方法
CN114540054A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 华南理工大学 一种聚光太阳能热解生物质的多联产系统和方法
CN114797688A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 华中科技大学 一种连续式聚光太阳能驱动生物质热转化系统
CN114860009A (zh) * 2022-05-16 2022-08-05 华中科技大学 一种热电一体化处理系统及方法
CN114860009B (zh) * 2022-05-16 2023-04-07 华中科技大学 一种热电一体化处理系统及方法
CN114874814A (zh) * 2022-05-17 2022-08-09 西安交通大学 一种基于碱金属熔融盐的生物质热解气化装置及方法
CN115820284A (zh) * 2022-11-18 2023-03-21 重庆大学 一种移动式熔盐储能的混合碳氢燃料热解的装置和方法
WO2024165942A1 (en) 2023-02-06 2024-08-15 Versalis S.P.A. Process to produce a pyrolysis oil comprising liquid hydrocarbons from plastic material at high exergetic efficiency, and relative plant
WO2024165941A1 (en) 2023-02-06 2024-08-15 Versalis S.P.A. Process to produce a pyrolysis oil comprising liquid hydrocarbons from plastic material from an intermittent energy source, and relative plant

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