本發(fā)明屬于生物能源利用領(lǐng)域，主要涉及一種生物質(zhì)分段共催化熱解的方法和裝置，尤其涉及一種農(nóng)林廢棄物與海藻分段共催化熱解制油的裝備和方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭和人口、經(jīng)濟的迅速增長，生物質(zhì)能逐步成為世界各國研究利用重點。目前對能源植物利用主要是木材與農(nóng)作物。利用大型海藻進行生物柴油及其部分化石能源替代產(chǎn)品的開發(fā)，尚屬于目前研究的熱點和趨勢。大型海藻作為生物質(zhì)具有儲量豐富、增長繁殖迅速、可短時間內(nèi)實現(xiàn)碳中和、不占用耕地等優(yōu)點，是一種優(yōu)質(zhì)可替代能源。

熱解是指在絕氧條件下將生物質(zhì)加熱到500℃左右，導致生物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為其他固體、液體及氣體組分的過程。通過生物質(zhì)熱解及其相關(guān)技術(shù)，可生產(chǎn)焦炭、生物油、合成氣及氫氣等多種燃料物質(zhì)，與生物質(zhì)原料相比，熱解產(chǎn)生的燃料具有能量密度高、易于儲運和氮、硫含量低等優(yōu)點。以木質(zhì)纖維素生物質(zhì)作為主要原料制備第二代生物燃料和生物基化學品的轉(zhuǎn)化技術(shù)是當今世界各國的研究重點和熱點。其中，生物質(zhì)催化快速熱解技術(shù)，能夠?qū)⒐腆w的生物質(zhì)在沸石分子篩催化下，經(jīng)過裂解、脫氧反應(yīng)、低聚反應(yīng)、和環(huán)化反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化為具有較高經(jīng)濟價值的液體芳香烴化合物(如苯、甲苯和二甲苯)和液化石油氣。

目前共熱解技術(shù)是提高生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的重要手段。研究表明多種不同物質(zhì)共熱解，發(fā)揮各物質(zhì)優(yōu)勢從而達到最佳熱解效果的理念已被應(yīng)用到多種燃料中。海藻因生長環(huán)境主要由多糖、蛋白質(zhì)和脂類組成，比主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等難熱解成分組成的陸生生物質(zhì)更易熱解，兩者熱解產(chǎn)油各有利弊。陸生生物質(zhì)熱解油中水、氮、硫含量比藻類少。藻類中不含木質(zhì)素，且其含氧量少，對制油有一定優(yōu)勢。實驗發(fā)現(xiàn)，大型海藻熱解放熱，農(nóng)林廢棄物中木質(zhì)纖維素熱解吸熱，若將兩者共熱解可實現(xiàn)能量耦合和節(jié)約外部供熱。因此兩者共熱解制油能夠優(yōu)勢互補。

催化熱解雖然在一定程度上促進了熱解過程，提高了熱解效率，但是大型海藻在熱解過程中很長一段時間內(nèi)是以固態(tài)形式存在，因此并不能與固態(tài)催化劑充分接觸，很難起到催化效果，并且固態(tài)的藻粉很容易堵塞催化劑的活性部位，造成催化劑失活。

此外，由于海藻的在低溫下相對于陸生生物質(zhì)已經(jīng)開始熱解，海藻灰分的熔點較低，這就導致了如果將海藻與稻殼同時在高溫下共熱解，海藻局部會發(fā)生微融的現(xiàn)象，造成兩者熱解時物料孔隙的阻塞。同時不同催化劑對不同組分的催化效應(yīng)有差異，微孔對于小分子產(chǎn)物，而介孔分子篩對于熱解大分子產(chǎn)物有顯著催化效果。藻類能在低溫下率先熱解，且熱解產(chǎn)物中存在大分子等便于介孔分子篩的選擇催化性，而高溫下纖維素熱解較多，多為小分子利于微孔分子篩的選擇催化。因此，利用陸生生物質(zhì)如稻殼、秸稈與大型海藻分段共催化熱解可以提高熱解的液體收率，增加低氧高品質(zhì)生物油類產(chǎn)物。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決技術(shù)問題是：本發(fā)明提供一種農(nóng)林廢棄物與海藻分段共催化熱解制油的裝備和方法，利用快速分段催化熱解的化學工藝，生成具有高附加值的低氧高品質(zhì)生物油，提高轉(zhuǎn)化效率，并有效減緩分子篩的積炭失活。本發(fā)明的工藝流程簡單，操作簡便。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種農(nóng)林廢棄物與海藻分段共催化熱解制油的裝備，所述裝備系統(tǒng)主要包括氮氣鋼瓶、氣流流量計、預(yù)熱器、熱解爐、加熱段一、加熱段二、料倉、螺旋輸送器、冷凝器、生物油收集罐、氣體緩沖罐、催化劑墊層一、催化劑墊層一、插片隔板、不銹鋼網(wǎng)；

通過管路，所述氮氣鋼瓶的上部出口與所述氣流流量計的下部入口相連，氣流流量計的上部出口與所述預(yù)熱器上部入口相連，所述預(yù)熱器的下部出口設(shè)有分支管路一和分支管路二，分支管路一與所述熱解爐的頂端入口連接并延伸至熱解爐內(nèi)部，分支管路二與熱解爐的底部入口連接，所述分支管路一上設(shè)有閥門一，分支管路二上設(shè)有閥門二；熱解爐內(nèi)從上到下依次設(shè)有插片隔板和所述不銹鋼網(wǎng)，所述插片隔板上方為所述加熱段一，所述插片隔板和所述不銹鋼網(wǎng)之間為所述加熱段二，加熱段一上連接所述螺旋輸送器和料倉；所述加熱段一的出口和所述加熱段二的出口均與所述冷凝器入口連接，所述熱解爐的底部連接有固體殘渣收集罐；所述冷凝器的氣體出口連接所述氣體緩沖罐，液體出口連接生物油收集罐；所述氣體緩沖罐連接循環(huán)風機，循環(huán)風機通過管路與所述氣流流量計的下部入口連接，所述循環(huán)風機與所述氣流流量計之間設(shè)有閥門三，循環(huán)風機與閥門三之間設(shè)有分支管路，分支管路上設(shè)有放空閥；

其中，所述加熱段一的出口和所述加熱段二的出口處分別設(shè)有所述催化劑墊層一和所述催化劑墊層二；所述催化劑墊層一上放置有mcm-48中孔催化劑；所述催化劑墊層二上放置有g(shù)a-ni/si-hzsm-5復合催化劑。

進一步的，所述ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑是通過如下方法制備的：

先將hzsm-5分子篩在450℃～550℃溫度下置于馬弗爐中煅燒3～5小時，之后粉碎過篩；將該催化劑載體浸漬在含鎵的前驅(qū)體溶液中，使鎵元素含量占催化劑載體質(zhì)量的2～8％，在35℃～45℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在450℃～550℃溫度下煅燒2～4小時，得到非金屬改性催化劑；取所述非金屬改性催化劑作為復合催化劑載體，將其浸漬在含鎳或硅的前驅(qū)體鹽溶液中，使其鎳或硅元素的含量占復合催化劑載體質(zhì)量的2～5％，在35℃～45℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在450℃～550℃溫度下煅燒2～4小時，干燥溫度優(yōu)選為105℃～110℃，干燥時間優(yōu)選為10～12小時，得到ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑；其中，所述hzsm-5分子篩的粒徑80～160目，所述hzsm-5分子篩的氧化硅/氧化鋁為20～45。

作為優(yōu)選，所述冷凝器的入口和液體出口處均設(shè)有熱電偶。

本發(fā)明提供一種農(nóng)林廢棄物與海藻分段共催化熱解制油的方法，其制備過程如下：

首先，制備熱解原料；

選取海藻，脫水干燥處理后，粉碎加工，獲得海藻粉顆粒；稻殼粉碎為稻殼粉，然后放入恒溫干燥箱中在105℃下烘至衡重；稻殼粉與海藻粉顆粒以1:1～1:3的質(zhì)量比充分混合后得到熱解原料，置于料倉中；

然后，分段共催化熱解制備低氧高品質(zhì)生物油；

通過氮氣鋼瓶通入氮氣以維持反應(yīng)所需的絕氧條件；氣體管路中的氮氣流量以氣流流量計計量，流量為50～100ml/min；氮氣通過預(yù)熱器加熱，打開閥門一關(guān)閉閥門二使得載氣通過熱解爐中加熱段一的頂部進入并延伸至熱解爐內(nèi)部，載氣的流速為30ml/min～60ml/min；所述料倉中的熱解原料經(jīng)過所述螺旋輸送器送至加熱段一中發(fā)生熱解反應(yīng)，熱解原料在所述加熱段一熱解后揮發(fā)分在載氣攜帶下上升到熱段一的上部出口，熱段一的上部出口設(shè)置有所述的化劑墊層一，所述的催化劑墊層一上設(shè)有mcm-48介孔分子篩催化劑，熱解5～20min后旋轉(zhuǎn)插片隔板，插片隔板翻轉(zhuǎn)180°從而使低溫熱解的初產(chǎn)物落到加熱段二，與此同時關(guān)閉所述閥門一打開所述閥門二，使得載氣從加熱段二的底部進入；低溫熱解初產(chǎn)物落到加熱段二中的不銹鋼網(wǎng)上，然后在加熱段二中發(fā)生熱解反應(yīng)；加熱段二的上部出口放置有催化劑墊層二，適時催化劑墊層二上鋪設(shè)有g(shù)a-ni/si-hzsm-5復合催化劑；加熱段二熱解反應(yīng)結(jié)束后旋轉(zhuǎn)不銹鋼網(wǎng)使所述不銹鋼網(wǎng)翻轉(zhuǎn)180°，產(chǎn)物中的反應(yīng)殘留焦炭可收集在熱解爐底部的固體殘渣收集罐中，所述加熱段一的出口和所述加熱段二的出口均與所述冷凝器入口連接；冷凝后的生物油收集在所述冷凝器底部的生物油收集罐中，所述冷凝器的氣體出口連接所述氣體緩沖罐，液體出口連接生物油收集罐；所述氣體緩沖罐連接循環(huán)風機，循環(huán)風機通過管路與所述氣流流量計的下部入口連接，所述循環(huán)風機與所述氣流流量計之間設(shè)有閥門三，循環(huán)風機與閥門三之間設(shè)有分支管路，由于不凝氣的持續(xù)產(chǎn)生，設(shè)備中的壓力不斷上升，部分循環(huán)氣體通過分支管路上設(shè)有的放空閥排出以保證設(shè)備內(nèi)的壓力穩(wěn)定。

其中，所述海藻包括綠藻、褐藻、球藻等水生藻類，其中優(yōu)選條滸苔、馬尾藻等水生大型海藻，所述農(nóng)林廢棄物也可選用秸稈、稻殼、木屑等農(nóng)林廢棄物中的一種或其混合物，是以纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為主要組成的生物質(zhì)原料；

進一步地，本發(fā)明所述的藻粉顆粒目數(shù)在200～400目之間，所述的稻殼顆粒目數(shù)在20～140目之間；

進一步地，本發(fā)明所述加熱段一(5)的熱解反應(yīng)溫度為200～300℃，熱解時間為5～20min，操作氣速為15～20m/s；所述mcm-48介孔分子篩催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的5～10％；

進一步地，本發(fā)明加熱段二(6)的熱解反應(yīng)溫度為400～800℃，熱解時間為5-20min，操作氣速為15～20m/s，所述ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的5～10％。

進一步地，本發(fā)明所述的低溫熱解爐中的催化劑為mcm-48中孔催化劑，所述高溫熱解爐中的催化劑為自制復合催化劑。

作為優(yōu)選，作為優(yōu)選，所述hzsm-5分子篩的氧化硅/氧化鋁為20～45。所述hzsm-5分子篩的粒徑80～160目。

進一步地，本發(fā)明所述的稻殼粉和海藻粉的進料質(zhì)量比為1:1～1：3。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述反應(yīng)溫度加熱段1優(yōu)選為300℃，所述反應(yīng)溫度加熱段2優(yōu)選為600℃。

進一步地，本發(fā)明所述加熱段一與加熱段二通過插片隔板隔絕；

進一步地，本發(fā)明所述物料在加熱段一中的加熱時間根據(jù)不同的物料和物料比設(shè)置，加熱段1與加熱段2之間的插片隔板翻轉(zhuǎn)180°從而使低溫熱解的產(chǎn)物落到加熱段2上；

進一步地，本發(fā)明所述載氣首先打開閥門1關(guān)閉閥門2使得載氣從加熱段1的頂部進入，在關(guān)閉閥門1打開閥門2使得載氣從加熱段2的底部進入；

進一步地，本發(fā)明所述的插片隔板為密閉不透氣隔板，所述的不銹鋼網(wǎng)的孔徑小于0.2mm。

進一步地，本發(fā)明所述的冷凝器為列管式換熱器，冷卻介質(zhì)為循環(huán)水。

進一步地，本發(fā)明所述的載氣進入不同熱解段采用不同的分支，通過不同的閥門控制載氣的走向，以保證載氣的進入能夠充分攜帶揮發(fā)分。

與常規(guī)生物質(zhì)的快速催化熱解相比，本發(fā)明的獨特優(yōu)點和有益效果如下：

大型海藻含氧量少，對制油有一定優(yōu)勢。大型海藻熱解放熱，稻殼/秸稈熱解吸熱，若將兩者共熱解可實現(xiàn)能量耦合和節(jié)約外部供熱。大型海藻在與稻殼/秸稈共催化熱解過程中為農(nóng)林廢棄物提供氫源，能夠提高低氧高品質(zhì)生物油產(chǎn)物收率。在快速共催化熱解反應(yīng)中發(fā)揮不同類型分子篩的催化選擇性，介孔分子篩著重施用于低溫藻類為主的共熱解，不僅能夠有效促進熱解產(chǎn)物中大分子低聚物發(fā)生裂解反應(yīng)并防止孔道的堵塞導致催化劑失活；而后階段熱解采用微孔分子篩催化劑能夠有效的促進共熱解產(chǎn)物中小分子的裂解反應(yīng)，而藻類的部分大分子已在前段熱解中析出，故有效減少了催化劑失活的概率。同時該微孔分子篩為自制的催化劑，更加有效地提質(zhì)生物油。另一反面采用分段熱解也避免了同時高溫共熱解時，藻類低熔點軟化顆粒表面影響纖維素的熱解。本發(fā)明通過分段熱解，可以有效提高熱解產(chǎn)率，減少催化劑的失活率，有利于生成高品質(zhì)的低氧生物油，通過低溫與高溫熱解條件下不同催化劑的選擇，可以有效地、針對性地提升熱解的產(chǎn)油品質(zhì)。本發(fā)明的工藝流程簡單，操作簡便，可以利用小型化工廠的反應(yīng)設(shè)備進行連續(xù)生產(chǎn)?？傊?，本發(fā)明為農(nóng)林廢棄生物質(zhì)與大型海藻共催化熱解提供了一種新型高效的技術(shù)，具有良好的發(fā)展與應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所示農(nóng)林廢棄物與大型海藻共催化熱解制備低氧高品質(zhì)生物油的工藝簡圖。

附圖標記說明：1-氮氣鋼瓶，2-氣流流量計，3-預(yù)熱器，4-熱解爐，5-加熱段一，6-加熱段二，7-插片隔板，8-不銹鋼網(wǎng)，9-料倉，10-螺旋輸送器，11-催化劑墊層一，12-循環(huán)風機，13-催化劑墊層二，14-熱電偶，15-冷凝器，16-生物油收集罐，17-氣體緩沖罐，18-固體殘渣收集罐,19-閥門一，20-閥門二，21-閥門三，22-放空閥。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種農(nóng)林廢棄物與海藻分段共催化熱解制油的裝備和方法，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

下述實施例中的百分含量如無特殊說明均為質(zhì)量百分含量。

實施例1

本實施例選取條滸苔脫水干燥處理至恒重，通過粉碎機粉碎加工后獲得藻粉顆粒，所述的藻粉顆粒目數(shù)在200～400目之間，稻殼利用錘片式粉碎機粉碎為稻殼粉，然后放入恒溫干燥箱中在105℃下烘至衡重，所述的稻殼顆粒目數(shù)在20～140目之間。藻粉與稻殼粉按照質(zhì)量比為1:3的比例充分混合作為本實施例的熱解原料，置于料倉9中。

本實施例制備ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑的方法為先將hzsm-5粉末在450℃溫度下置于馬弗爐中煅燒4小時，之后粉碎過篩，所述hzsm-5分子篩的粒徑80～160目，所述hzsm-5分子篩的氧化硅/氧化鋁為20～45。將該催化劑載體浸漬在含鎵的前驅(qū)體溶液中，使鎵元素含量占催化劑載體質(zhì)量的5％，在40℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在500℃溫度下煅燒4小時，得到非金屬改性催化劑。取所述非金屬改性催化劑作為復合催化劑載體，將其浸漬在含鎳的前驅(qū)體鹽溶液中，使其鎳元素的含量占復合催化劑載體質(zhì)量的5％，在40℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在550℃溫度下煅燒4小時，干燥溫度優(yōu)選為110℃，干燥時間優(yōu)選為10小時，得到ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑。

本實施例分段共催化熱解制備低氧高品質(zhì)生物油的方法如下：氣體管路中的氮氣流量以氣流流量計2計量，流量為55ml/min；氮氣通過預(yù)熱器3加熱，打開閥門一19關(guān)閉閥門二20使得載氣通過熱解爐4中加熱段一5的頂部進入并延伸至熱解爐內(nèi)部，載氣的流速為60ml/min；所述料倉9中的熱解原料經(jīng)過所述螺旋輸送器10送至加熱段一5中發(fā)生熱解反應(yīng)，熱解原料在所述加熱段一5熱解后揮發(fā)分在載氣攜帶下上升到熱段一5的上部出口，熱段一5的上部出口設(shè)置有所述的化劑墊層一11，所述的催化劑墊層一11上設(shè)有mcm-48介孔分子篩催化劑，加熱段一5的反應(yīng)溫度為300℃，熱解時間為20min，操作氣速為15m/s；熱解20min后旋轉(zhuǎn)插片隔板7，插片隔板7翻轉(zhuǎn)180°從而使低溫熱解的初產(chǎn)物落到加熱段二6，與此同時關(guān)閉所述閥門一19打開所述閥門二20，使得載氣從加熱段二6的底部進入；低溫熱解初產(chǎn)物落到加熱段二6中的不銹鋼網(wǎng)8上，然后在加熱段二6中發(fā)生熱解反應(yīng)；加熱段二6的反應(yīng)溫度為600℃，熱解時間為20min，操作氣速為20m/s，加熱段二6的上部出口放置有催化劑墊層二13，適時催化劑墊層二13上鋪設(shè)有g(shù)a-ni/si-hzsm-5復合催化劑，催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的10％；加熱段二6熱解反應(yīng)結(jié)束后旋轉(zhuǎn)不銹鋼網(wǎng)8使所述不銹鋼網(wǎng)8翻轉(zhuǎn)180°，產(chǎn)物中的反應(yīng)殘留焦炭可收集在熱解爐4底部的固體殘渣收集罐18中，所述加熱段一5的出口和所述加熱段二6的出口均與所述冷凝器15入口連接；冷凝后的生物油收集在所述冷凝器15底部的生物油收集罐16中，所述冷凝器15的氣體出口連接所述氣體緩沖罐17，液體出口連接生物油收集罐16；所述氣體緩沖罐17連接循環(huán)風機12，循環(huán)風機12通過管路與所述氣流流量計2的下部入口連接，所述循環(huán)風機12與所述氣流流量計2之間設(shè)有閥門三21，循環(huán)風機12與閥門三21之間設(shè)有分支管路，由于不凝氣的持續(xù)產(chǎn)生，設(shè)備中的壓力不斷上升，部分循環(huán)氣體通過分支管路上設(shè)有的放空閥22排出以保證設(shè)備內(nèi)的壓力穩(wěn)定。本實施例熱解結(jié)果如表1所示。

實施例2

本實施例選取條滸苔脫水干燥處理至恒重，通過粉碎機粉碎加工后獲得藻粉顆粒，所述的藻粉顆粒目數(shù)在200～400目之間，稻殼利用錘片式粉碎機粉碎為稻殼粉，然后放入恒溫干燥箱中在105℃下烘至衡重，所述的稻殼顆粒目數(shù)在20～140目之間。藻粉與稻殼粉按照質(zhì)量比為1:1的比例充分混合作為本實施例的熱解原料，置于料倉9中。

本實施例制備ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑的方法為先將hzsm-5粉末在450℃溫度下置于馬弗爐中煅燒4小時，之后粉碎過篩，所述hzsm-5分子篩的粒徑80～160目，所述hzsm-5分子篩的氧化硅/氧化鋁為20～45。將該催化劑載體浸漬在含鎵的前驅(qū)體溶液中，使鎵元素含量占催化劑載體質(zhì)量的5％，在40℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在500℃溫度下煅燒4小時，得到非金屬改性催化劑。取所述非金屬改性催化劑作為復合催化劑載體，將其浸漬在含鎳的前驅(qū)體鹽溶液中，使其鎳元素的含量占復合催化劑載體質(zhì)量的5％，在40℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在550℃溫度下煅燒4小時，干燥溫度優(yōu)選為110℃，干燥時間優(yōu)選為12小時，得到ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑。

本實施例分段共催化熱解制備低氧高品質(zhì)生物油的方法如下：氣體管路中的氮氣流量以氣流流量計2計量，流量為55ml/min；氮氣通過預(yù)熱器3加熱，打開閥門一19關(guān)閉閥門二20使得載氣通過熱解爐4中加熱段一5的頂部進入并延伸至熱解爐內(nèi)部，載氣的流速為30ml/min；所述料倉9中的熱解原料經(jīng)過所述螺旋輸送器10送至加熱段一5中發(fā)生熱解反應(yīng)，熱解原料在所述加熱段一5熱解后揮發(fā)分在載氣攜帶下上升到熱段一5的上部出口，熱段一5的上部出口設(shè)置有所述的化劑墊層一11，所述的催化劑墊層一11上設(shè)有mcm-48介孔分子篩催化劑，催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的5％，加熱段一5的反應(yīng)溫度為200℃，熱解時間為5min，操作氣速為15m/s；熱解20min后旋轉(zhuǎn)插片隔板7，插片隔板7翻轉(zhuǎn)180°從而使低溫熱解的初產(chǎn)物落到加熱段二6，與此同時關(guān)閉所述閥門一19打開所述閥門二20，使得載氣從加熱段二6的底部進入；低溫熱解初產(chǎn)物落到加熱段二6中的不銹鋼網(wǎng)8上，然后在加熱段二6中發(fā)生熱解反應(yīng)；加熱段二6的反應(yīng)溫度為600℃，熱解時間為20min，操作氣速為20m/s，加熱段二6的上部出口放置有催化劑墊層二13，適時催化劑墊層二13上鋪設(shè)有g(shù)a-ni/si-hzsm-5復合催化劑，加熱段二6的反應(yīng)溫度為400℃，熱解時間為5min，操作氣速為15m/s，催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的5％；加熱段二6熱解反應(yīng)結(jié)束后旋轉(zhuǎn)不銹鋼網(wǎng)8使所述不銹鋼網(wǎng)8翻轉(zhuǎn)180°，產(chǎn)物中的反應(yīng)殘留焦炭可收集在熱解爐4底部的固體殘渣收集罐18中，所述加熱段一5的出口和所述加熱段二6的出口均與所述冷凝器15入口連接；冷凝后的生物油收集在所述冷凝器15底部的生物油收集罐16中，所述冷凝器15的氣體出口連接所述氣體緩沖罐17，液體出口連接生物油收集罐16；所述氣體緩沖罐17連接循環(huán)風機12，循環(huán)風機12通過管路與所述氣流流量計2的下部入口連接，所述循環(huán)風機12與所述氣流流量計2之間設(shè)有閥門三21，循環(huán)風機12與閥門三21之間設(shè)有分支管路，由于不凝氣的持續(xù)產(chǎn)生，設(shè)備中的壓力不斷上升，部分循環(huán)氣體通過分支管路上設(shè)有的放空閥22排出以保證設(shè)備內(nèi)的壓力穩(wěn)定。

實施例3

本實施例選取條滸苔脫水干燥處理至恒重，通過粉碎機粉碎加工后獲得藻粉顆粒，所述的藻粉顆粒目數(shù)在200～400目之間，稻殼利用錘片式粉碎機粉碎為稻殼粉，然后放入恒溫干燥箱中在105℃下烘至衡重，所述的稻殼顆粒目數(shù)在20～140目之間。藻粉與稻殼粉按照質(zhì)量比為1:2的比例充分混合作為本實施例的熱解原料，置于料倉9中。

本實施例制備ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑的方法為先將hzsm-5粉末在550℃溫度下置于馬弗爐中煅燒4小時，之后粉碎過篩，所述hzsm-5分子篩的粒徑80～160目，所述hzsm-5分子篩的氧化硅/氧化鋁為20～45。將該催化劑載體浸漬在含鎵的前驅(qū)體溶液中，使鎵元素含量占催化劑載體質(zhì)量的4％，在45℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在550℃溫度下煅燒4小時，得到非金屬改性催化劑。取所述非金屬改性催化劑作為復合催化劑載體，將其浸漬在含鎳的前驅(qū)體鹽溶液中，使其鎳元素的含量占復合催化劑載體質(zhì)量的4％，在45℃溫度下混合攪拌，經(jīng)干燥后，放置于馬弗爐中，在450℃溫度下煅燒4小時，干燥溫度優(yōu)選為105℃，干燥時間優(yōu)選為12小時，得到ga-ni/si-hzsm-5復合催化劑。

本實施例分段共催化熱解制備低氧高品質(zhì)生物油的方法如下：氣體管路中的氮氣流量以氣流流量計2計量，流量為55ml/min；氮氣通過預(yù)熱器3加熱，打開閥門一19關(guān)閉閥門二20使得載氣通過熱解爐4中加熱段一5的頂部進入并延伸至熱解爐內(nèi)部，載氣的流速為60ml/min；所述料倉9中的熱解原料經(jīng)過所述螺旋輸送器10送至加熱段一5中發(fā)生熱解反應(yīng)，熱解原料在所述加熱段一5熱解后揮發(fā)分在載氣攜帶下上升到熱段一5的上部出口，熱段一5的上部出口設(shè)置有所述的化劑墊層一11，所述的催化劑墊層一11上設(shè)有mcm-48介孔分子篩催化劑，催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的8％，加熱段一5的反應(yīng)溫度為300℃，熱解時間為20min，操作氣速為20m/s；；熱解20min后旋轉(zhuǎn)插片隔板7，插片隔板7翻轉(zhuǎn)180°從而使低溫熱解的初產(chǎn)物落到加熱段二6，與此同時關(guān)閉所述閥門一19打開所述閥門二20，使得載氣從加熱段二6的底部進入；低溫熱解初產(chǎn)物落到加熱段二6中的不銹鋼網(wǎng)8上，然后在加熱段二6中發(fā)生熱解反應(yīng)；加熱段二6的反應(yīng)溫度為600℃，熱解時間為20min，操作氣速為20m/s，加熱段二6的上部出口放置有催化劑墊層二13，適時催化劑墊層二13上鋪設(shè)有g(shù)a-ni/si-hzsm-5復合催化劑，加熱段二6的反應(yīng)溫度為600℃，熱解時間為8min，操作氣速為18m/s，催化劑質(zhì)量為熱解原料粉末質(zhì)量的8％；加熱段二6熱解反應(yīng)結(jié)束后旋轉(zhuǎn)不銹鋼網(wǎng)8使所述不銹鋼網(wǎng)8翻轉(zhuǎn)180°，產(chǎn)物中的反應(yīng)殘留焦炭可收集在熱解爐4底部的固體殘渣收集罐18中，所述加熱段一5的出口和所述加熱段二6的出口均與所述冷凝器15入口連接；冷凝后的生物油收集在所述冷凝器15底部的生物油收集罐16中，所述冷凝器15的氣體出口連接所述氣體緩沖罐17，液體出口連接生物油收集罐16；所述氣體緩沖罐17連接循環(huán)風機12，循環(huán)風機12通過管路與所述氣流流量計2的下部入口連接，所述循環(huán)風機12與所述氣流流量計2之間設(shè)有閥門三21，循環(huán)風機12與閥門三21之間設(shè)有分支管路，由于不凝氣的持續(xù)產(chǎn)生，設(shè)備中的壓力不斷上升，部分循環(huán)氣體通過分支管路上設(shè)有的放空閥22排出以保證設(shè)備內(nèi)的壓力穩(wěn)定。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改，等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

表1

表1為本發(fā)明實施例1的熱解結(jié)果，比較相同熱解條件下，稻殼與大型海藻快速共催化熱解的實驗結(jié)果與稻殼快速催化熱解的實驗結(jié)果、大型海藻快速催化熱解的實驗結(jié)果對比，實驗結(jié)果顯示實施例1的裝備和方法可以生成具有高附加值的低氧高品質(zhì)生物油，提高轉(zhuǎn)化效率，并有效減緩分子篩的積炭失活。