一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统及方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-12-08 16:03:40
本发明属于生物质资源化利用领域,并具体公开了一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统及方法,其通过木质纤维素类生物质中的纤维素与半纤维素在第一反应腔水层水解为5‑羟甲基糠醛和糠醛,然后5‑羟甲基糠醛和糠醛被萃取至第一反应腔的有机溶剂层,随后扩散至第二反应腔,并在多相催化剂的作用下分解成呋喃、H2和CO,经过两级冷凝分离后得到呋喃与可燃气。本发明可耦合5‑羟甲基糠醛路径与糠醛路径,实现木质纤维素类生物质中纤维素与半纤维素的协同转化制备呋喃与可燃气,提高生物质原料利用率。
本发明提供了一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统及方法,其目的在于解决现有技术呋喃产量低、未转化纤维素以及系统集成度差、能耗高、可燃性气体副产物缺乏妥善收集的问题。提出了一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统,其通过木质纤维素类生物质的连续转化制备获得呋喃和可燃气,该反应系统包括反应装置、供料装置、冷凝装置和储料装置
本发明属于生物质资源化利用领域,更具体地,涉及一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统及方法,尤其涉及一种木质纤维素类生物质连续转化制取呋喃和可燃气的反应系统及方法。
针对纤维素与半纤维素液相协同转化制取呋喃的技术研究,目前的研究也仅仅处在单独的木质纤维素类生物质降解制备糠醛类化合物或者单独的糠醛类化合物分解制备呋喃,还没有一个完整的系统可以将二者集成,而已有的利用半纤维素制备呋喃的工艺路线和反应装置不仅无法利用纤维素,还普遍存在系统集成度差,能耗高,可燃性气体副产物缺乏妥善收集等问题。
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种生物质连续制取呋喃和可燃气的反应系统及方法,其目的在于解决现有技术呋喃产量低、未转化纤维素以及系统集成度差、能耗高、可燃性气体副产物缺乏妥善收集的问题。
华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、国际应用科技开发协作网、全球能源互联网大学联盟成员。
供料装置包括生物质供给单元和有机溶剂供给单元,所述生物质供给单元用于为所述第一反应腔提供木质纤维素类生物质和均相催化剂水溶液,所述有机溶剂供给单元用于为所述第二反应腔提供有机溶剂和多相催化剂,该有机溶剂可通过隔腔单元进入第一反应腔,以形成有机溶剂层;反应时,第一反应腔中的木质纤维素类生物质中的纤维素与半纤维素在均相催化剂水溶液作用下降解为5-羟甲基糠醛和糠醛,该5-羟甲基糠醛和糠醛被萃取至有机溶剂层中,并经隔腔单元扩散至第二反应腔中,然后在多相催化剂作用下分解为呋喃、H2和CO,以获得包含呋喃蒸汽、H2、CO、挥发的水与有机溶剂的气体产物;
该团队期望通过订立许可合同(普通方式),向被许可人授予科技成果的使用权。