一种生物质热解气化方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质热解气化方法和系统，所述方法首先将生物质原料进行快速加热处理，处理后得到表面炭化的生物质原料；然后得到的表面炭化的生物质原料送入微波热解器进行气化反应，反应后得到合成气产品和固体残渣。所述生物质热解气化系统包括预处理器、微波热解器、气固分离单元、热载体再生器。本发明专利技术所述方法首先对生物质原料进行预处理，将生物质原料外表面进行快速炭化处理形成炭层，在后续微波热解气化过程中由内向外释放的热解挥发分可以与形成的炭层进行裂解和重整反应，从根源上抑制焦油形成的内生动力，提高了生物质热解气化效率，提升工艺的经济性，具有良好应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解气化方法和系统


[0001]本专利技术属于生物质能源
，特别是涉及一种生物质微波热解气化方法和系统。

技术介绍

[0002]利用热解的方法将生物质转化为高品质的气体燃料是实现生物质高效利用的重要途径。相比于常规气化技术，热解是在绝氧或隔氧条件下进行热转化，避免了外源性气体的引入，有利于获得更高热值和更高氢碳比的生物质燃气。但在实际应用过程中，采用生物质热解的方法往往产生了更多的焦油，而焦油稳定性差易结焦和腐蚀特点，造成热解过程存在气路堵塞以及损耗的问题。针对热解气体中焦油难以脱净的问题，目前研究大多采用反应器内和反应器外两种脱除工艺，采用反应器外脱焦油是一种较为成熟的方法，通过设置具有较高催化活性的镍、铁、钴、钯、铑、镧等活性金属催化剂在线对焦油进行脱除，但该方法存在催化剂成本高且循环使用性能有限的问题，短时内难以规模化应用。采用反应器内脱除焦油工艺通常在生物质热解过程中添加廉价的具有催化裂解功能的催化剂，如生物焦、碱金属以及天然矿石等，这种方法能够较为明显地降低燃气中的焦油含量，但也存在用量大且循环利用困难等问题，从实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质热解气化方法，所述方法包括如下内容：（1）将生物质原料送入预处理器，在热载体和第一工作气体的作用下进行快速加热处理，处理后得到表面炭化的生物质原料和气相物料；（2）将步骤（1）得到的表面炭化的生物质原料送入微波热解器，在第二工作气体的作用下进行气化反应，反应后得到合成气产品和固体残渣。2.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述生物质原料最大方向尺寸不超过60mm，优选20～40mm。3.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，生物质原料密度不大于400kg/m3时进行成型预处理，成型预处理后生物质所述成型预处理过程包括晾干、粉碎、成型处理，具体包括将经过干燥、粉碎至2mm以下后的生物质原料在10～20MPa条件下物理挤压处理，得到成型预处理后生物质原料，所述成型预处理后生物质原料最大方向尺寸不超过60mm，优选20～40mm。4.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述热载体选自天然矿石、金属氧化物、含硅化合物、分子筛、沸石中的一种或几种，优选为选自天然矿石、金属氧化物、含硅化合物和分子筛中的一种或几种。5.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，所述天然矿石为石英砂、橄榄石、白云石、凹凸棒石、坡缕石、铁矿石、辉石、孔雀石、绢云母、绿泥石、方解石、脉石矿中的一种或几种组合，优选为选自橄榄石、铁矿石中的一种或几种；所述金属氧化物为氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化镍、氧化锆、氧化钼中的一种或几种组合，优选为选自氧化铝、氧化镍、氧化锆中的一种或几种；所述含硅化合物为碳化硅和/或氮化硅，所述分子筛为ZSM系列分子筛、SAPO系列分子筛、Y型分子珊、Beta分子筛、SSZ分子筛、SBA分子筛、MCM系列分子筛中的一种或几种组合，优选为选自ZSM系列分子筛中的一种或几种。6.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述热载体选自橄榄石、氧化铝、氧化镍中的一种或几种，优选为橄榄石、氧化铝和氧化镍，当同时包括橄榄石、氧化铝和氧化镍时，橄榄石、氧化铝、氧化镍的质量比为1:0.5～5:0.05～0.5。7.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述热载体的粒度为0.1～1mm。8.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述第一工作气体为水蒸气、烟气、空气中的一种或两种以上组合，优选为水蒸气；所述第一工作气体的体积流量为1～10m3/h。9.按照权利要求1或8所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述第一工作气体含有机羧酸，所述有机羧酸是甲酸、乙酸、草酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁二酸、丁二酸酐、戊二酸、己二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、苯甲酸、对苯二甲酸、苯六甲酸、水杨酸、咖啡酸、苦味酸中的一种或几种组合，优选为甲酸、乙酸、草酸中的一种或几种，所述有机羧酸与第一工作气体的质量比为0.01～0.1：1。10.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述预处理器的反应温度为300～700℃，反应时间为1～60s，优选为5～20s。11.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述预处理器采用移动床反应器，优选采用下行式移动床反应器；反应器上部设置生物质进料螺旋，反应器下部
设置热载体进料螺旋，所述热载体进料螺旋下面设置第一工作气体进口，所述第一工作气体进口方向斜朝上，所述第一工作气体进口方向与竖直方向的锐角为30～60
˚
。12.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（1）中所述的生物质原料与热载体的质量比为1:1～10。13.按照权利要求1所述的生物质热解气化方法，其中，步骤（2）中所述第二工作气体为水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氧气中的一种或两种以上的混合物，优选为水蒸气；所述第二工作气体的体积流量控制在0.2～2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，王博，张彪，吴斯侃，张长安，宋永一，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：