一种生物质热解气化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质热解气化系统，包括：(1)经过干燥的物料和三元加速反应粉在上料旋拧搅拌装置上进行混合，待物料达到150～400℃推入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；(3)步骤(3)得到的固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体由出料旋拧搅拌装置进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过风道分离得到再生催化剂和高温烟气；(4)步骤(3)中的再生催化剂通过回流管与步骤(2)的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品，再生催化剂循环使用。再生催化剂循环使用。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解气化系统


[0001]本专利技术涉及生物技术生产设备
，尤其是涉及一种生物质热解气化系统。

技术介绍

[0002]生物质气化技术作为一种能源开发的新技术，能够将低品位的固体物料转化为高品位的洁净气体燃料,可以有效地减少温室气体排放问题,是一种可持续的清洁能源转化技术。相比于传统的气化方法，采用微波加热的方法能够实现物料内外的同时加热，强化物料的传热过程，有利于提高生物质气化速率，而且通过合理的温度控制，可以减少二次反应，简化最终产物。诸多研究已证明，微波热解气化产物富含合成气组分，副产的生物半焦比非微波热解半焦具有更高的反应性，也是一种优良的炭基材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种生物质热解气化系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下内容：
[0005]一种生物质热解气化系统，包括：(1)经过干燥的物料和三元加速反应粉在上料旋拧搅拌装置上进行混合，待物料达到150～400 ℃推入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；(3)步骤(3)得到的固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体由出料旋拧搅拌装置进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过风道分离得到再生催化剂和高温烟气；(4)步骤(3)中的再生催化剂通过回流管与步骤(2)的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品，再生催化剂循环使用。
[0006]优选的是，步骤(1)所述的物料为含有木质纤维素的生物质；原料最大方向尺寸不超过50mm，步骤(1)原料通过步骤(3)中的高温烟气回用进行干燥，步骤(1)的物料和三元加速反应粉质量比 1:0.1～1:10，步骤(1)的原料和催化剂通过上料旋拧搅拌装置进入微波反应腔并在重力作用自由下落至微波反应器的旋转圆盘进行热解气化处理；所述的热解气化处理条件为：处理温度500～800℃，功率密度5
×
105～20
×
105W/m3，进料速率1～10kg/h，处理时间0.5～5 分钟。
[0007]优选的是，步骤(1)所述的热解产物以质量百分比计，半焦占 10％～20％，热解挥发分占80％～90％，热解挥发分中包括5％～25％可冷凝性组分。
[0008]优选的是，步骤(3)所述的燃烧过程，通入空气速率为6～16m/s，步骤(4)所述的高温裂解温度600～800℃，气体体积空速 200～800h
‑
1。
[0009]优选的是，步骤(4)所述的高品质的生物质燃气产品中，H2/CO 在1.0～1.8之间，低位热值12～15MJ/Nm3，焦油含量8～10mg/m。
[0010]优选的是，步骤(2)所述的气固分离为风道分离、沉降分离或过滤分离；气固分离单元进行保温处理，温度为200～400℃。
[0011]优选的是，步骤(1)的催化剂包括载体和活性组分，所述的载体为微波吸收剂，活
性组分为活性金属氧化物，以催化剂重量为基准，活性金属氧化物为5％～20％，微波吸收剂为80％～95％；微波吸收剂选自碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝中一种或几种，活性金属氧化物是具有两性的金属氧化物，选自氧化镍、氧化钛、氧化锆、氧化镧、氧化硒或氧化铝等中的一种或几种组合。
[0012]本专利技术具有以下优点：
[0013]1、设计和开发了中孔环形结构的微波反应腔结构，显著增加了微波发生器的布置数量，有效增强微波反应腔的功率密度，大大缩短了热解处理时间，有利于提高生物质的处理规模；同时与圆盘旋转窑技术相结合，解决了物料的连续化微波热解问题。
[0014]2、采用三元加速反应粉辅助裂解生物质，利用三元加速反应粉的微波吸收特性显著强化了生物质的微波热解强度，同时利用三元加速反应粉的高温稳定性，将燃烧过程的高热能量有效回收，不仅提高了系统的能量利用效率，降低了热解过程的微波能耗，而且通过对生物质燃气的高温催化裂解进一步提升生物质燃气品质。
具体实施方式
[0015]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于实施例的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0017]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0018]一种生物质热解气化系统包括：(1)经过干燥的物料和三元加速反应粉在上料旋拧搅拌装置上进行混合，待物料达到150～400℃推入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；(3)步骤(3)得到的固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体由出料旋拧搅拌装置进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过风道分离得到再生催化剂和高温烟气； (4)步骤(3)中的再生催化剂通过回流管与步骤(2)的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品，再生催化剂循环使用。
[0019]进一步地，步骤(1)所述的物料为含有木质纤维素的生物质；原料最大方向尺寸不超过50mm，步骤(1)原料通过步骤(3)中的高温烟气回用进行干燥，步骤(1)的物料和三元加速反应粉质量比 1:0.1～1:10，步骤(1)的原料和催化剂通过上料旋拧搅拌装置进入微波反应腔并在重力作用自由下落至微波反应器的旋转圆盘进行热解气化处理；所述的热解气化处理条件为：处理温度500～800℃，功率密度5
×
105～20
×
105W/m3，进料速率1～10kg/h，处理时间0.5～5 分钟。
[0020]进一步地，步骤(1)所述的热解产物以质量百分比计，半焦占 10％～20％，热解挥发分占80％～90％，热解挥发分中包括5％～25％可冷凝性组分。
[0021]进一步地，步骤(3)所述的燃烧过程，通入空气速率为6～16m/s，步骤(4)所述的高温裂解温度600～800℃，气体体积空速 200～800h
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1。
[0022]进一步地，步骤(4)所述的高品质的生物质燃气产品中，H2/CO 在1.0～1.8之间，低位热值12～15MJ/Nm3，焦油含量8～10mg/m。
[0023]进一步地，步骤(2)所述的气固分离为风道分离、沉降分离或过滤分离；气固分离单元进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质热解气化系统，其特征在于，包括：(1)经过干燥的物料和三元加速反应粉在上料旋拧搅拌装置上进行混合，待物料达到150～400℃推入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；(3)步骤(3)得到的固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体由出料旋拧搅拌装置进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过风道分离得到再生催化剂和高温烟气；(4)步骤(3)中的再生催化剂通过回流管与步骤(2)的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品，再生催化剂循环使用。2.根据权利要求1所述的一种生物质热解气化系统，其特征在于，步骤(1)所述的物料为含有木质纤维素的生物质；原料最大方向尺寸不超过50mm，步骤(1)原料通过步骤(3)中的高温烟气回用进行干燥，步骤(1)的物料和三元加速反应粉质量比1:0.1～1:10，步骤(1)的原料和催化剂通过上料旋拧搅拌装置进入微波反应腔并在重力作用自由下落至微波反应器的旋转圆盘进行热解气化处理；所述的热解气化处理条件为：处理温度500～800℃，功率密度5
×
105～20
×
105W/m3，进料速率1～10kg/h，处理时间0.5～5分钟。3.根据权利要求1所述的一种生物质热解气化系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，刘子菡，徐美红，张志鑫，陈壹杰，冯雨，刘菲，隋海然，王鑫源，许雪楠，田晓霞，
申请(专利权)人：昆山宏日新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：