一种生物质氧载体气化制备合成气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种生物质氧载体气化制备合成气的装置，包括热解管、气化重整室、旋风分离器、气体输送装置，以及顺次连接的焦油裂解室、冷凝器和干燥器；所述热解管的下部伸入气化重整室内；所述旋风分离器的进口与气化重整室的顶部相连通，旋风分离器的出气口通过管路与焦油裂解室的顶部相连通，旋风分离器的出灰口通过管路与气化重整室的侧壁相连通且出灰口所在的管路上设置有卸灰阀；所述焦油裂解室套设在气化重整室外，焦油裂解室内设有催化剂层。本装置结构简单，易加工实现工业化，耗能较低，能够实现使用加热板作为单一热源为生物质热解加热、气化重整加热及催化重整加热，氧载体可以循环利用。

A device for carrying oxygen gasification of biomass syngas

The utility model discloses a device for biomass oxygen carrying Gasification Syngas, including pyrolysis gasification reforming tube, gas chamber, cyclone separator, conveying device, and the tar cracking chamber, sequentially connected with the condenser and dryer; the lower part of the pipe into the pyrolysis gasification reforming chamber; the top inlet and the cyclone gasification the separator is communicated with the reforming chamber, the air outlet of the cyclone separator is communicated through the top line and tar cracking chamber, cyclone ash outlet pipeline through the side wall and the gasification reforming chamber is connected and the ash outlet where the pipeline is provided with a discharging valve; the room is set in the gasification and reforming of tar cracking outdoor, indoor with tar cracking catalyst layer. This device has the advantages of simple structure, easy processing industrialization, low energy consumption, to achieve the use of heating plate as a single source for biomass gasification reforming heating, heating and heating the catalytic reforming, oxygen carrier can be recycled.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质氧载体气化制备合成气的装置
本技术属于生物质合成气
，具体涉及一种利用生物质氧载体气化制备合成气H2/CO的装置。
技术介绍
人类面临着越来越大的能源与环境的双重压力，而生物质能源作为一种洁净又可以再生的能源，是唯一可以代替化石能源转化成气态、液态、固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。我国是一个农业大国，有着丰富的生物质能源，大量的秸秆、木屑被焚烧，严重污染大气，同时又浪费了大量的资源。生物质是一种资源十分丰富的可再生能源，就其能量当量而言，是仅次于煤、石油、天然气而列第4位的能源。相比于传统化石燃料，生物质具有来源广泛、产量大、可再生、价格低廉；使用过程中产生的二氧化碳可被植物或微生物通过光合作用再吸收利用，二氧化碳的净排放量为零，不会引起温室效应；生物质中氮、硫、灰分等含量低，污染排放少。采用生物质制备二甲醚合成气，将秸秆等生物质原料转化为清洁燃料，不但能够解决秸秆焚烧带来的环境污染问题，而且可以弥补化石燃料的不足，缓解过分依赖大量进口石油的被动局面，以保障我国能源安全战略。同时，生物质转化二甲醚过程中产生的固体及液体废物经处理后可以作为农作物的肥料及灌溉用水，实现废物循环利用。制备的合成气主要应用于合成二甲醚。二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯℃的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气，其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温℃等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
技术实现思路
本技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种工艺简单、操作简便的利用生物质氧载体气化制备合成气H2/CO的装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种生物质氧载体气化制备合成气的装置，其包括热解管、气化重整室、旋风分离器、气体输送装置，以及顺次连接的焦油裂解室、冷凝器和干燥器；所述热解管的下部伸入气化重整室内，气化重整室的顶部开设有可封闭的第一加料口，气化重整室的侧壁由加热板制成；所述旋风分离器的进口与气化重整室的顶部相连通，旋风分离器的出气口通过管路与焦油裂解室的顶部相连通，旋风分离器的出灰口通过管路与气化重整室的侧壁相连通且出灰口所在的管路上设置有卸灰阀；所述焦油裂解室套设在气化重整室外，气化重整室裸露在外的侧壁包裹有保温层，所述焦油裂解室包括下端开口的壳体、和盖设在壳体开口上的底板，所述底板与壳体滑动连接，壳体的顶部开设有可封闭的第二加料口，壳体内设有催化剂层；所述气体输送装置包括端部设有风帽的支管、连接管、空气管和水蒸气管，连接管的一端与支管远离风帽的端部相连通，连接管的另一端同时与空气管和水蒸气管相连通，所述支管设有风帽的一端自底部伸入气化重整室内。具体的，所述焦油裂解室的壳体内设有竖直放置的折流板且折流板向下穿过并伸出催化剂层外，折流板的上端与壳体顶部固定连接，折流板的下端与底板间隔有距离，从而将焦油裂解室由内到外分为第一腔室和第二腔室，且第一腔室的底部和第二腔室的底部相连通；所述旋风分离器的出气口通过管路与第一腔室的顶部相连通。具体的，所述加热板由云母板和填充在云母板内的电加热丝制成。云母板起到绝缘的作用，同时起到很好的导热作用。焦油裂解室内设置有催化剂层（焦油裂解室的壳体内卡接有若干层滤网，上下层滤网之间用以放置催化剂，此为本领域尝试，故不再赘述），催化剂采用镍基催化剂，利用加热板产生的余热可供镍基催化剂将焦油很好的裂解，未被裂解的物质落入底板进行富集，当反应结束时，向外滑动抽出底板，未分解成分被排出。干燥器内的干燥剂采用矿物干燥剂，其主要成分吸湿性高、去异味能力强，无毒无味、无接触性腐蚀，无环境污染；吸湿率比硅胶类干燥剂高出50%～100%以上。风帽的作用是将空气或水蒸气通入气化重整室，风帽的位置高于热解气化室的下端口，当水蒸气或者空气通入时形成负压，从而引导热解管内产生的粗合成气进入气化重整室。旋风分离器可以使合成气和固体物质分离。利用上述装置进行生物质氧载体气化制备合成气的方法，其包括如下步骤：1）向气化重整室内加入60-100目的三氧化二铁颗粒作为氧载体，向焦油裂解室的壳体内加装镍基催化剂；启动加热板8使其温度保持在800±50℃，通过热量传递，保持热解管3内的温度在600±50℃，保持焦油裂解室内镍基催化剂温度在700±50℃；向热解管内加入生物质，生物质在下降过程中发生热解反应产生粗合成气，同时打开水蒸汽管上的阀门向气化重整室内通入水蒸气；2）产生的粗合成气自热解管底部进入气化重整室内，在水蒸气氛围下发生反应从而进行粗合成气的重整，在此过程中气化重整室内的氧载体晶格氧通过水蒸气得到补充；3）重整后的气体自气化重整室的顶部进入旋风分离器进行净化，净化后的气体自旋风分离器顶部通过管路进入焦油裂解室内，在穿过催化剂层的过程中焦油发生裂解反应，进一步提高合成气的产率，未被裂解的灰分在重力作用下落入底板上；4）焦油裂解室内的气体再依次通过冷凝器和干燥器，最后经干燥器的出气口排出，即可得到较为纯净的合成气。具体的，在合成气制备完成后，关闭水蒸气管上的阀门，打开空气管上的阀门，向气化重整室内通入空气，对氧载体进行氧化，从而实现氧载体的多次循环使用。和现有技术相比，本技术装置的有益效果：本装置结构简单，易加工实现工业化，耗能较低，能够实现使用加热板作为单一热源为生物质热解加热、气化重整加热及催化重整加热，氧载体可以循环利用。附图说明：图1为本技术所述生物质氧载体气化制备合成气装置的结构示意图；图2为图1中风帽的结构示意图。具体实施方式以下结合实施例对本技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本技术的保护范围并不局限于此。实施例1如图1和2所示，一种生物质氧载体气化制备合成气的装置，其包括热解管3、气化重整室4、旋风分离器5、气体输送装置，以及顺次连接的焦油裂解室、冷凝器17和干燥器18；所述热解管3的下部伸入气化重整室4内，气化重整室4的顶部开设有可封闭的第一加料口16，气化重整室4的侧壁由加热板8制成；所述旋风分离器5的进口与气化重整室4的顶部相连通，旋风分离器5的出气口通过管路与焦油裂解室的顶部相连通，旋风分离器5的出灰口通过管路与气化重整室4的侧壁相连通且出灰口所在的管路上设置有卸灰阀15；所述焦油裂解室套设在气化重整室4外，气化重整室4裸露在外的侧壁包裹有保温层（图中未表示出）以防止加热板的热量损失，所述焦油裂解室包括下端开口的壳体19、和盖设在壳体19开口上的底板9，所述底板9与壳体19滑动连接，壳体19内设有催化剂层6；所述气体输送装置包括端部设有风帽12的两个支管20、连接管21、空气管11和水蒸气管10，连接管21的一端与支管20远离风帽12的端部相连通，连接管21的另一端同时与空气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质氧载体气化制备合成气的装置，其特征在于，包括热解管、气化重整室、旋风分离器、气体输送装置，以及顺次连接的焦油裂解室、冷凝器和干燥器；所述热解管的下部伸入气化重整室内，气化重整室的顶部开设有可封闭的第一加料口，气化重整室的侧壁由加热板制成；所述旋风分离器的进口与气化重整室的顶部相连通，旋风分离器的出气口通过管路与焦油裂解室的顶部相连通，旋风分离器的出灰口通过管路与气化重整室的侧壁相连通且出灰口所在的管路上设置有卸灰阀；所述焦油裂解室套设在气化重整室外，气化重整室裸露在外的侧壁包裹有保温层，所述焦油裂解室包括下端开口的壳体、和盖设在壳体开口上的底板，所述底板与壳体滑动连接，壳体的顶部开设有可封闭的第二加料口，壳体内设有催化剂层；所述气体输送装置包括端部设有风帽的支管、连接管、空气管和水蒸气管，连接管的一端与支管远离风帽的端部相连通，连接管的另一端同时与空气管和水蒸气管相连通，所述支管设有风帽的一端自底部伸入气化重整室内。

【技术特征摘要】
1.一种生物质氧载体气化制备合成气的装置，其特征在于，包括热解管、气化重整室、旋风分离器、气体输送装置，以及顺次连接的焦油裂解室、冷凝器和干燥器；所述热解管的下部伸入气化重整室内，气化重整室的顶部开设有可封闭的第一加料口，气化重整室的侧壁由加热板制成；所述旋风分离器的进口与气化重整室的顶部相连通，旋风分离器的出气口通过管路与焦油裂解室的顶部相连通，旋风分离器的出灰口通过管路与气化重整室的侧壁相连通且出灰口所在的管路上设置有卸灰阀；所述焦油裂解室套设在气化重整室外，气化重整室裸露在外的侧壁包裹有保温层，所述焦油裂解室包括下端开口的壳体、和盖设在壳体开口上的底板，所述底板与壳体滑动连接，壳体的顶部开设有可封闭的第二加料口，壳体内设有催化剂层；所述气...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建军，李盾，李冲，张寰，郭前辉，贺超，赵淑蘅，刘新萍，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：新型
国别省市：河南,41