专利摘要

本发明提供调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，操作步骤如下：A、颗粒制造：使用者预先选用生物质原料，接着使用者将生物质原料放入反应器内，并向反应器内注入等比水，接着使用者使用增压泵对反应器内施压，从而生物质原料和水在反应器内进行水热反应，形成水热炭颗粒。本发明通过颗粒制造、载氧体气化反应域、反应动力学、反应器构建、交互影响系统和放大规律的流程配合，可定向调控微波水热炭气化的产品组分，从而实现微波水热耦合化学链气化技术向高附加值HMF和合成气全量转化效果，从而揭示了气化反应中氧、碳、氢定向重构机理，最终提高了水热炭气化反应中氧、碳和氢的调控合成气品质。

权利要求

1.调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，操作步骤如下：

A、颗粒制造：使用者预先选用生物质原料，接着使用者将生物质原料放入反应器内，并向反应器内注入等比水，接着使用者使用增压泵对反应器内施压，从而生物质原料和水在反应器内进行水热反应，形成水热炭颗粒；

B、载氧体气化反应域：接着使用者将预制完成的水热炭颗粒进行物理实验，且对水热炭颗粒施加温度场、流场、浓度场等物理场，观察水热炭颗粒在不同场域下的变化，研究水热炭气化过程中载氧体颗粒表界面反应规律；

C、反应动力学：使用者根据气流动力学原理，观察并记录水热炭气化过程中合成气分子在载氧体、炭颗粒表界面的吸附与基元反应动力学，揭示气化反应中氧、碳、氢定向重构机理形态；

D、反应器构建：接着使用者再将水热炭颗粒置于低能耗交互式反应器内，进行分子构建处理，则使水热炭颗粒分子反应中氧迁移，炭、氢组分定向重组，并形成高附加值HMF；

E、交互影响系统：使用者将水热炭颗粒中析出的氧、炭和氢分子进一步在交互式反应器内进行气体交互热解反应，使用者记录氧、炭和氢各分子之间的交互数据；

F、放大规律：继而对水热炭化学链气化过程的影响规律，建立理论模型；研究反应器内水热炭颗粒分子的流态化重构特征，反应器内的水热炭颗粒分子浓相颗粒流体动力学以及热态运行条件下的反应器动态响应机制，并对得到数据进行制表记录。

2.根据权利要求1所述的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，所述在步骤A颗粒制造中，反应器的反应时间范围介于6-24h，反应温度范围介于150℃-400℃，且反应器内部的气压压强范围介于150-300bar。

3.根据权利要求1所述的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，所述在步骤C反应动力学中，根据气体密度的数值大小，则氢<碳<氧，氢气位于反应器内腔的最上方，氧气位于氢气的下方，二氧化碳位于氧气的下方。

4.根据权利要求1所述的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，所述在步骤D反应器构建中，高附加值HMF全部转化为CO和H2的混合产品，且高附加值产品中H2与CO的比例是2：1。

5.根据权利要求1所述的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，所述在步骤E中，且交互式反应器温控范围介于600-900℃，且交互式反应器的热解时间范围介于8-20h。

6.根据权利要求1所述的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，其特征在于，所述在步骤B载氧体气化反应域、步骤E交互影响系统以及步骤F放大规律中记录的参数数据均录入计算机存储硬盘内，且存储硬盘的自检周期为两周，存储硬盘的自动更新周期为180天。

说明书

技术领域

本发明涉及水热炭领域，尤其涉及调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法。

背景技术

水热炭是一种以生物质或其组分为原料，以水为溶剂和反应介质，在一定温度和自生压力压强环境下，经水热反应得到的以碳为主体，含氧官能团丰富的黑色固体产物。

化学链气化是利用氧载体中的晶格氧来代替常规气化反应中的富氧空气等气化介质，为固体燃料气化提供所需的氧元素，得到以CO和H2为主的合成气，与传统气化方式相比，具有如下优点：省去制备纯氧设备，节省成本；氧载体的氧化是放热反应，可为后续的工艺提供热量，起到热载体的作用。

使用者在研究水热炭气化反应过程中，需要用到微波水热炭解耦化学链气化方法对氧、碳和氢进行定向重构调控，然而现有的微波水热炭解耦化学链气化方法在实施过程中，调控合成气品质较差，不可定向调控微波水热炭气化产品组分，从而实现不了微波水热耦合化学链气化技术向高附加值HMF和合成气全量转化效果，同时也不能将产品高附加值HMF全部转化为CO和H2，从而揭示不了气化反应中氧、碳、氢定向重构机理。

因此，有必要提供调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，解决了现有微波水热炭解耦化学链气化方法在实施过程中，调控合成气品质较差，实现不了微波水热耦合化学链气化技术向高附加值HMF和合成气全量转化效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，操作步骤如下：

A、颗粒制造：使用者预先选用生物质原料，接着使用者将生物质原料放入反应器内，并向反应器内注入等比水，接着使用者使用增压泵对反应器内施压，从而生物质原料和水在反应器内进行水热反应，形成水热炭颗粒；

B、载氧体气化反应域：接着使用者将预制完成的水热炭颗粒进行物理实验，且对水热炭颗粒施加温度场、流场、浓度场等物理场，观察水热炭颗粒在不同场域下的变化，研究水热炭气化过程中载氧体颗粒表界面反应规律；

C、反应动力学：使用者根据气流动力学原理，观察并记录水热炭气化过程中合成气分子在载氧体、炭颗粒表界面的吸附与基元反应动力学，揭示气化反应中氧、碳、氢定向重构机理形态；

D、反应器构建：接着使用者再将水热炭颗粒置于低能耗交互式反应器内，进行分子构建处理，则使水热炭颗粒分子反应中氧迁移，炭、氢组分定向重组，并形成高附加值HMF；

E、交互影响系统：使用者将水热炭颗粒中析出的氧、炭和氢分子进一步在交互式反应器内进行气体交互热解反应，使用者记录氧、炭和氢各分子之间的交互数据；

F、放大规律：继而对水热炭化学链气化过程的影响规律，建立理论模型；研究反应器内水热炭颗粒分子的流态化重构特征，反应器内的水热炭颗粒分子浓相颗粒流体动力学以及热态运行条件下的反应器动态响应机制，并对得到数据进行制表记录。

优选的，所述在步骤A颗粒制造中，反应器的反应时间范围介于6-24h，反应温度范围介于150℃-400℃，且反应器内部的气压压强范围介于150-300bar。

优选的，所述在步骤C反应动力学中，根据气体密度的数值大小，则氢＞氧＞碳，氢气位于反应器内腔的最上方，氧气位于氢气的下方，二氧化碳位于氧气的下方。

优选的，所述在步骤D反应器构建中，高附加值HMF全部转化为CO和H2的混合产品，且高附加值产品中H2与CO的比例是2：1。

优选的，所述在步骤E中，且交互式反应器温控范围介于600-900℃，且交互式反应器的热解时间范围介于8-20h。

优选的，所述在步骤B载氧体气化反应域、步骤E交互影响系统以及步骤F放大规律中记录的参数数据均录入计算机存储硬盘内，且存储硬盘的自检周期为两周，存储硬盘的自动更新周期为180天。

与相关技术相比较，本发明提供的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法具有如下有益效果：

本发明提供调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，

1、本发明通过颗粒制造、载氧体气化反应域、反应动力学、反应器构建、交互影响系统和放大规律的流程配合，可定向调控微波水热炭气化的产品组分，从而实现微波水热耦合化学链气化技术向高附加值HMF和合成气全量转化效果，可将产品高附加值HMF全部转化为CO和H2，从而揭示了气化反应中氧、碳、氢定向重构机理，最终提高了水热炭气化反应中氧、碳和氢的调控合成气品质；

2、本发明通过反应器的反应时间范围介于6-24h以及反应温度范围介于150℃-400℃，可使生物质原料在反应器内具备充足时间反应，防止时间不足影响生物质原料的反应效果，通过反应器内部的气压压强范围介于150-300bar，可对反应器内部进行充足供压，加快生物质原料和水之间的水热反应速率，通过根据气体密度的数值大小，则氢＞氧＞碳，可根据气体动力学原理，实现不同密度气体在不同高度进行分布，通过高附加值HMF全部转化为CO和H2的混合产品以及高附加值产品中H2与CO的比例是2：1，增强产品的CO和H2的转化率，通过交互式反应器温控范围介于600-900℃以及交互式反应器的热解时间范围介于8-20h，进一步增强气体分子在交互式反应器的热解速率，增强气体分子的调控合成品质，通过存储硬盘的自检周期为两周以及存储硬盘的自动更新周期为180天，便于使用者后期在180天范围内对所需数据进行调取查阅。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法，操作步骤如下：

A、颗粒制造：使用者预先选用生物质原料，接着使用者将生物质原料放入反应器内，并向反应器内注入等比水，接着使用者使用增压泵对反应器内施压，从而生物质原料和水在反应器内进行水热反应，形成水热炭颗粒；

B、载氧体气化反应域：接着使用者将预制完成的水热炭颗粒进行物理实验，且对水热炭颗粒施加温度场、流场、浓度场等物理场，观察水热炭颗粒在不同场域下的变化，研究水热炭气化过程中载氧体颗粒表界面反应规律；

C、反应动力学：使用者根据气流动力学原理，观察并记录水热炭气化过程中合成气分子在载氧体、炭颗粒表界面的吸附与基元反应动力学，揭示气化反应中氧、碳、氢定向重构机理形态；

D、反应器构建：接着使用者再将水热炭颗粒置于低能耗交互式反应器内，进行分子构建处理，则使水热炭颗粒分子反应中氧迁移，炭、氢组分定向重组，并形成高附加值HMF；

E、交互影响系统：使用者将水热炭颗粒中析出的氧、炭和氢分子进一步在交互式反应器内进行气体交互热解反应，使用者记录氧、炭和氢各分子之间的交互数据；

F、放大规律：继而对水热炭化学链气化过程的影响规律，建立理论模型；研究反应器内水热炭颗粒分子的流态化重构特征，反应器内的水热炭颗粒分子浓相颗粒流体动力学以及热态运行条件下的反应器动态响应机制，并对得到数据进行制表记录。

所述在步骤A颗粒制造中，反应器的反应时间范围介于6-24h，具体时间为18h，反应温度范围介于150℃-400℃，具体温度为350℃，可使生物质原料在反应器内具备充足时间反应，防止时间不足影响生物质原料的反应效果，且反应器内部的气压压强范围介于150-300bar，具体气压为250bar，可对反应器内部进行充足供压，加快生物质原料和水之间的水热反应速率。

所述在步骤C反应动力学中，根据气体密度的数值大小，则氢＞氧＞碳，可根据气体动力学原理，实现不同密度气体在不同高度进行分布，氢气位于反应器内腔的最上方，氧气位于氢气的下方，二氧化碳位于氧气的下方。

所述在步骤D反应器构建中，高附加值HMF全部转化为CO和H2的混合产品，且高附加值产品中H2与CO的比例是2：1，增强产品的CO和H2的转化率。

所述在步骤E中，且交互式反应器温控范围介于600-900℃，具体温度为800℃，且交互式反应器的热解时间范围介于8-20h，具体时间为15h，进一步增强气体分子在交互式反应器的热解速率，增强气体分子的调控合成品质。

所述在步骤B载氧体气化反应域、步骤E交互影响系统以及步骤F放大规律中记录的参数数据均录入计算机存储硬盘内，且存储硬盘的自检周期为两周，存储硬盘的自动更新周期为180天，便于使用者后期在180天范围内对所需数据进行调取查阅。

与相关技术相比较，本发明提供的调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法具有如下有益效果：

本发明通过颗粒制造、载氧体气化反应域、反应动力学、反应器构建、交互影响系统和放大规律的流程配合，可定向调控微波水热炭气化的产品组分，从而实现微波水热耦合化学链气化技术向高附加值HMF和合成气全量转化效果，可将产品高附加值HMF全部转化为CO和H2，从而揭示了气化反应中氧、碳、氢定向重构机理，最终提高了水热炭气化反应中氧、碳和氢的调控合成气品质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

调控合成气品质的微波水热炭解耦化学链气化的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。