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龙图腾网获悉河北师范大学申请的专利生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121227378B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511787504.7，技术领域涉及：C10B53/02；该发明授权生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置及方法是由王明友;马子川;张淑娇;丁浩峻;孙嘉;王翠莲;李佳仪设计研发完成，并于2025-12-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置及方法在说明书摘要公布了：本申请涉及一种生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置及方法，属于化工有色冶金环保技术领域。本申请的生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置，包括气体输送单元、生物质热解区、赤铁矿还原区和活化区；其中，生物质热解区的底部通过管道连通赤铁矿还原区的底部，且赤铁矿还原区与生物质热解区以及活化区之间均设置有伴热装置；赤铁矿还原区的顶部通过管道连通活化区的底部，活化区的顶部通过管道连通分子筛的顶部，分子筛的底部通过管道连通循环泵的顶部，循环泵的底部通过管道连通气体输送单元。本申请能够解决现有技术中焦油和CO2排放较多、热解炭利用价值低、生物质直接还原铁还原度低等问题。

本发明授权生物质热解耦合氧化铁还原及生物炭活化改性装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种生物质热解耦合氧化铁还原及热解炭活化改性装置的工作方法，其特征在于，所述生物质热解耦合氧化铁还原及热解炭活化改性装置包括气体输送单元1、生物质热解区2、赤铁矿还原区3和活化区4； 其中，所述生物质热解区2的底部通过管道连通赤铁矿还原区3的底部，且所述赤铁矿还原区3与生物质热解区2以及活化区4之间均设置有伴热装置7；所述赤铁矿还原区3的顶部通过管道连通所述活化区4的底部，所述活化区4的顶部通过管道连通分子筛6的顶部，所述分子筛6的底部通过管道连通循环泵5的顶部，所述循环泵5的底部通过管道连通所述气体输送单元1； 所述生物质热解区2的顶部通过管道连接流量计控制速率装置9的顶部，所述流量计控制速率装置9的底部通过三通管连通所述气体输送单元1； 所述生物质热解耦合氧化铁还原及热解炭活化改性装置的工作方法，具体过程为： S1、先称量并记录预处理后的生物质原料、热解炭原料和赤铁矿原料的重量，将其装入相应管道并完成实验设备的组装与气路连接；开启气体输送单元1中的载气氮气，对整个装置进行吹扫以排出装置中的空气，同时用皂沫检测装置的气密性，若存在漏气则排查原因，若气密性良好则将气体流量调节至50mLmin，并通过温度控制单元8设置本次实验的温度参数；分子筛6吸附部分水分及焦油，防止损坏循环泵； S2、之后先利用N2吹扫10min确保管道形成缺氧环境，随后启动循环泵5使气体在反应体系内持续循环； S3、吹扫程序完成后，依次开启加热程序、伴热装置7，关闭氮气并通过流量计控制速率装置9调节循环流量至50mLmin，当实验温度达到预设值后，随即关闭循环泵5、停止加热，开始降温； S4、待整个反应体系冷却至50℃以下后，用氮气吹扫收集装置中的合成气于铝箔气袋中，用GC分析合成气组成；收集生物质热解区2的热解炉、赤铁矿还原区3的还原炉与活化区4活化炉内的固体产物，完成称重和记录，整理实验数据以便后续分析； 步骤S4中，热解产物为生物质热解炭；还原产物为直接还原铁，活化产物为活化炭； S5、取出部分生物质热解炭及活化炭样品进行BET测试和元素分析，将直接还原铁研磨至粉末状后进行XRD分析； 步骤S1中，所述生物质原料为棒状松木颗粒，直径为6.5mm，长度为10~25mm，所述生物质原料的预处理流程如下：使用前经电热鼓风干燥箱于105℃干燥2h，干燥后样品迅速转移至密封袋，置于干燥器内储存； 步骤S1中，所述热解炭原料为700℃纯热解实验的产物热解炭，所述热解炭原料的预处理流程如下：用干燥箱于100℃烘干2小时后进行实验； 步骤S1中，所述赤铁矿原料为天然赤铁矿，所述天然赤铁矿的成分为Fe2O3和SiO2，所述赤铁矿原料的预处理流程如下：使用前经玛瑙研钵研磨后筛分至0.2~0.5mm粒径范围，经电热鼓风干燥箱于105℃干燥2h，干燥后样品迅速转移至密封袋，置于干燥器内储存； 步骤S1中，所述温度控制单元8温度设置为：所述生物质热解区2的控温范围为400~1000℃，所述赤铁矿还原区3的控温范围为700~1200℃，所述活化区4的控温范围为700~1000℃，且控温精度均为±5℃。

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