CN213141937U - 一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，涉及生物质气化设备技术领域。所述反应装置包括控制柜、微波源、波导管、微波加热炉体和炉体底座，微波加热炉体竖直设置于炉体底座顶部，微波加热炉体内部竖直设置有石英玻璃管，石英玻璃管内部设置有加热载体，石英玻璃管外侧壁设置有保温层，微波加热炉体侧壁与波导管一端连接，波导管另一端与微波源连接，微波源与控制柜信号连接，石英玻璃管内设置有第一热电偶，石英玻璃管外侧壁上设置有第二热电偶，石英玻璃管下部设置有隔离板，隔离板上均匀分布有圆孔。采用微波结合加热载体的方式，实现生物质的快速气化；通过热电偶的设置监测和掌握微波温度场的梯度变化情况，便于调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物质气化设备技术领域，具体涉及一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置。
背景技术
随着化石燃料能源的快速消耗，近年来越来越多研究转向了生物质，目的是将生物质裂解气化，得到可燃性气体和油。现有生物质气化装置存在以下问题：升温慢、生物质反应不完全等。主要原因在于：加热方式以及温度场分布不均匀。
因此，亟需开发一种实用的反应装置，具备升温快，且能有效监测反应装置温度场，便于随时进行调节。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，解决现有反应装置升温慢且温度场不能有效监测的问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：包括控制柜、微波源、波导管、微波加热炉体和炉体底座，微波加热炉体竖直设置于炉体底座顶部，微波加热炉体内部竖直设置有石英玻璃管，石英玻璃管内部设置有加热载体，石英玻璃管外侧壁设置有保温层，微波加热炉体侧壁与波导管一端连接，波导管另一端与微波源连接，微波源与控制柜信号连接，石英玻璃管内设置有第一热电偶，石英玻璃管外侧壁上设置有第二热电偶，石英玻璃管下部设置有隔离板，隔离板上均匀分布有圆孔。
更进一步的技术方案是所述第一热电偶沿石英玻璃管轴向方向均匀分布有3个，第二热电偶沿石英玻璃管轴向方向均匀分布有3个。
更进一步的技术方案是所述第一热电偶和第二热电偶采用铠装式热电偶。
更进一步的技术方案是所述微波加热炉体顶部侧壁设置有进气口，底部侧壁设置有排气口，进气口与石英玻璃管顶部连通，排气口与石英玻璃管底部连通。
更进一步的技术方案是所述波导管上依次设置有水负载和波导调配器，水负载上方设置有微波功率测量仪。
更进一步的技术方案是所述微波加热炉体侧壁上开设有微波馈入口，微波馈入口通过法兰与波导管连接。
更进一步的技术方案是所述加热载体为碳化硅颗粒。
工作原理：将生物质原料与碳化硅颗粒混合后置于石英玻璃管内的隔离板上，从进气口通入保护性气体，同时通过控制柜开启微波源，波导管将微波馈入微波加热炉体内，碳化硅颗粒作为加热载体将微波能量高效转化为热量，使得生物质原料迅速升温后在隔氧环境下气化，再通过排气口对气化后的气体进行收集。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.采用微波结合加热载体的方式，使得生物质原料快速升温，实现固体生物质材料的快速气化过程，缩短了工艺时间，大大的降低了能耗，提高了生物质的利用率和生产效率，采用自动化系统，简化了操作流程。通过热电偶的设置全方位的监测和掌握微波温度场的梯度变化情况，便于随时进行调节。
2.石英玻璃管采用竖直装配，方便生物质气化后的气体收集，隔离板上设置圆孔，便于内部气体流通。石英玻璃管内的第一热电偶测量其内部反应温度、第二热电偶测量其外部温度，便于对微波加热炉体内的温度进行全方位的监测，便于随时进行温度调节。
3.采用加热载体可利用其吸波特性，将微波能量高效吸收并转化热量，快速传递至生物质原料，加速生物质材料快速气化，同时也使得石英玻璃管内热量分布更为均匀。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的俯视图。
图中：1-控制柜，2-微波源，3-波导管，4-微波加热炉体，5-炉体底座，6-石英玻璃管，7-第一热电偶，8-第二热电偶，9-隔离板，10-进气口，11-排气口，12-水负载，13-波导调配器，14-微波功率测量仪，15-法兰，16-保温层。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
图1～3示出了一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，包括控制柜1、微波源2、波导管3、微波加热炉体4和炉体底座5，微波加热炉体4竖直设置于炉体底座5顶部，微波加热炉体4内部竖直设置有石英玻璃管6，石英玻璃管6内设置有加热载体7。加热载体7选用吸波性能比较好的含碳质颗粒即可，优选地可以是碳化硅颗粒或者碳化硅球。石英玻璃管6外侧壁设置有保温层16，保温层16采用多晶莫来石棉，保温层16高度与加热炉体4高度一致。石英玻璃管6下部设置有隔离板9，隔离板9上均匀分布有圆孔。隔离板9用于物料放置，圆孔便于内部气体流通。微波加热炉体4顶部侧壁设置有进气口10，底部侧壁设置有排气口11，进气口10与石英玻璃管6顶部连通，排气口11与石英玻璃管6底部连通，便于保护气体的通入也方便生物质气化后气体的收集。
微波加热炉体4侧壁开设有微波馈入口，微波馈入口通过法兰15与波导管3一端连接，波导管3另一端与微波源2连接，微波源2与控制柜1信号连接，波导管3上依次设置有水负载12和波导调配器13，水负载12上方设置有微波功率测量仪14，波导调配器13和微波功率测量仪14与控制柜信号连接。水负载12通水后可带走反射的一部分微波和设备工作过程中散热的热量，波导调配器13用于消除反射回来的微波，并反馈传输线上的行波状态，微波功率测量仪14测量行波功率并反馈至控制柜1，便于控制柜1根据波导调配器13和微波功率测量仪14反馈信息进行微波功率的调节。
石英玻璃管6内设置有第一热电偶7，石英玻璃管6外侧壁上设置有第二热电偶8，第一热电偶7沿石英玻璃管6轴向方向均匀分布有3个，第二热电偶8沿石英玻璃管6轴向方向均匀分布有3个。通过第一热电偶7和第二热电偶8全方位的监测微波加热炉体4内的温度，通过其多个均匀分布，可以掌控其温度场梯度的变化，控制柜1通过反馈的温度信号可实时调整馈入的微波，确保反应充分完全。为使得热电偶满足长期高温工作环境，所述第一热电偶7和第二热电偶8采用铠装式热电偶。
使用时，将生物质原料与碳化硅颗粒混合均匀后，置于石英玻璃管6下部的隔离板9上，从进气口10通入保护性气体，同时通过控制柜1开启微波源2，波导管3将微波馈入微波加热炉体4内，碳化硅颗粒将微波高效转化为热量，传递给生物质原料，生物质原料在高温下迅速气化，通过排气口11对气化后的气体进行收集。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (7)
1.一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：包括控制柜(1)、微波源(2)、波导管(3)、微波加热炉体(4)和炉体底座(5)，微波加热炉体(4)竖直设置于炉体底座(5)顶部，微波加热炉体(4)内部竖直设置有石英玻璃管(6)，石英玻璃管(6)内部设置有加热载体(17)，石英玻璃管(6)外侧壁设置有保温层(16)，微波加热炉体(4)侧壁与波导管(3)一端连接，波导管(3)另一端与微波源(2)连接，微波源(2)与控制柜(1)信号连接，石英玻璃管(6)内设置有第一热电偶(7)，石英玻璃管(6)外侧壁上设置有第二热电偶(8)，石英玻璃管(6)下部设置有隔离板(9)，隔离板(9)上均匀分布有圆孔。
2.根据权利要求1所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述第一热电偶(7)沿石英玻璃管(6)轴向方向均匀分布有3个，第二热电偶(8)沿石英玻璃管(6)轴向方向均匀分布有3个。
3.根据权利要求2所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述第一热电偶(7)和第二热电偶(8)采用铠装式热电偶。
4.根据权利要求1所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述微波加热炉体(4)顶部侧壁设置有进气口(10)，底部侧壁设置有排气口(11)，进气口(10)与石英玻璃管(6)顶部连通，排气口(11)与石英玻璃管(6)底部连通。
5.根据权利要求1所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述波导管(3)上依次设置有水负载(12)和波导调配器(13)，水负载(12)上方设置有微波功率测量仪(14)。
6.根据权利要求1所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述微波加热炉体(4)侧壁上开设有微波馈入口，微波馈入口通过法兰(15)与波导管(3)连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型微波加热催化生物质气化的反应装置，其特征在于：所述加热载体(17)为碳化硅颗粒。
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| CN113336196A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-03 | 上海三夫工程技术有限公司 | 基于微波加热的气化裂解装置及快速制备硫磺气体的方法 |
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