1.一种煤与生物质共热解反应装置,其特征在于,该装置包括管式加热炉、反应器、生物质给料器、焦油收集管和冷却装置;
所述的反应器固定安装在管式加热炉内,反应器包括反应管体,反应管体的顶部用橡胶塞密封,橡胶塞上有进气孔和给料孔,反应管体底部与焦油收集管通过磨口连接;在反应管体的上部设置有可移动的样品篮,样品篮处于管式加热炉的中部,反应管体中部的管径小于反应管体的上部、下部的管径,用于支撑样品篮,或者在反应管体中设置带孔挡板支撑样品篮;氮气通入管通过橡胶塞上的进气孔通入反应管体内;
样品篮的底部设有若干通气孔;
所述生物质给料器位于反应器的上方,生物质给料器包括密闭式设置的料斗,料斗下部有一根给料管,给料管通过橡胶塞上的给料孔插入样品篮中,给料管与料斗中间设有下料阀;
该共热解反应装置还设有至少2根热电偶温度计,其中一根热电偶温度计置于样品篮中,用来测试煤样的温度,另一根热电偶温度计置于管式加热炉和反应器中间,用来控制管式加热炉的升温;
所述的焦油收集管位于样品篮下部,焦油收集管外壁紧贴反应管体内壁,顶部与样品篮相接触,底部设置有一个排气管,在焦油收集管外壁距离底部0‑10cm处设置一磨口,该磨口与反应管体底部磨口契合,使焦油收集管能固定在反应管体上;
所述的冷却装置包括至少4个串联的U型管,串联的U型管置于冰水浴中,用来进一步收集未在焦油收集管中冷却的焦油,焦油收集管底部的排气管通过橡胶塞直接与串联的U型管相连。
2.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共热解反应装置,其特征在于,在样品篮的底部设有1块铜网板,铜网板的网目为80‑120目,铜网板与样品篮紧密贴合设置。
3.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共热解反应装置,其特征在于,所述的管式加热炉的长度为30cm,其中恒温区为10cm,采用对开式设置。
4.一种煤与生物质共热解反应的方法,其特征在于,该方法采用权利要求1-3中任何一项所述的煤与生物质共热解反应装置,其步骤如下:(1)称取一定质量的煤放入样品篮中,生物质给料器中放置生物质后密闭,连接好实验装置;
(2)从橡胶塞进气孔通入氮气;打开管式加热炉设置升温程序进行加热;通过热电偶温度计实时监测共热解反应煤样的温度;
(3)当煤样达到设定温度后,打开下料阀,生物质通过给料管落入样品篮中,与正在热解的煤进行共热解;
(4)对反应管体中共热解产生的焦油通过样品篮下部的焦油收集管进行收集,通过冷却装置进一步收集未冷凝焦油,热解气经冷却装置的冷却管排出。
5.根据权利要求4所述的一种煤与生物质共热解反应的方法,其特征在于,管式加热炉的升温速率设定为1‑60℃/min,共热解反应终温设定为600‑800℃,当煤样温度达到300‑
600℃时,再打开下料阀,生物质通过给料管落入样品篮中,与正在热解的煤进行共热解。