【技术实现步骤摘要】
一种生物质分级气化制富氢气的系统及方法
[0001]本专利技术属于生物质能利用领域，更具体地，涉及一种生物质分级气化制富氢气的系统及方法。
技术介绍
[0002]化石能源的枯竭以及环境污染的加剧迫使人们寻求清洁、优质的可再生能源，氢由于其无毒、清洁、高发热量及燃烧性能好等特性受到了各国的青睐。但目前氢气主要为化石燃料气化重整所得，约占92％，并没有从根本上摆脱对化石能源的依赖。生物质是一种可再生的清洁能源，生物质气化制氢在能源效率、效率以及经济性等方面具有显著优势，并且在“双碳”背景下，生物质的碳中性使其成为非常理想的制氢原料，可能与常规天然气重整制氢竞争
[0003]目前，生物质气化面临较低的碳转化率和较高的焦油含量两个主要问题。焦油是一种粘稠的液体，占总产气能量的5～15％，不仅影响气化效率和能量转化效率，而且极易造成管道和阀门的堵塞，为设备操作和产气的后续利用带来很大麻烦。因此，焦油脱除和焦炭气化是生物质气化的两个关键问题。较高的温度有利于焦油脱除和焦炭的气化，但生物质中富含碱金属，高温可能会导致碱金属转移至气...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质分级气化制富氢气的系统，其特征在于，该系统包括热解反应器(200)、气化反应器(300)、重整反应器(500)和燃烧反应器(400)，其中：所述热解反应器(200)分别与气化反应器和重整反应器连接，用于对生物质进行热解并将热解产生的焦炭和热解气分别送入气化反应器(300)和重整反应器(500)；所述气化反应器(300)的内部设置有漏斗形隔板(304)，该漏斗形隔板(304)表面开孔并且其下方设置有环形风室(305)，以此将该气化反应器(300)分隔为净化区和气化区，该漏斗形隔板(304)的锥口通过中心通道将净化区和气化区连接，以将焦炭从净化区送入气化区进行气化，同时所述环形风室(305)的四周设置有排气管(306)，以连通净化区和气化区的气体空间；此外，所述气化反应器(300)的顶部设置有第一出气口(301)、底部设置有溢流口(307)，所述第一出气口(301)用于输出制得的富氢气，所述溢流口(307)用于向所述燃烧反应器(400)输送焦炭；所述重整反应器(500)的第一进气口(511)与热解反应器连接，其第二出气口(514)与环形风室(305)连接，以对热解气进行催化重整获得重整气，并将重整气送入净化区进行净化，与净化后的气化气混合获得富氢气；所述燃烧反应器(400)设置在重整反应器(500)的下部并通过中间隔板与重整反应器(500)分隔，该燃烧反应器(400)的底部与溢流口(307)连接，以对焦炭进行燃烧从而对重整反应器(500)进行加热。2.如权利要求1所述的生物质分级气化制富氢气的系统，其特征在于，所述重整反应器(500)内部安装有预设数量同轴转动的叶轮(530)，所述叶轮(530)中相邻叶片的空间内放置有催化剂，同时叶轮(530)上下设置有多孔挡板以避免催化剂掉落；相邻叶轮(530)之间利用竖直隔板将重整反应器(500)对称分隔为重整室(510)和加热室(520)，所述重整室(510)的顶部设置有第一进气口(511)，用于与热解反应器连接，以将热解气送入重整室(510)进行催化重整，所述重整室(510)的底部设置有第二出气口(514)，用于与环形风室(305)连接，以将重整气送入净化区进行净化；所述加热室(520)的底部与燃烧反应器(400)连接，用于通入烟气进行加热，工作时，叶轮(530)在重整室和加热室循环转动，催化剂在加热室一侧升温，并在重整室一侧放热。3.如权利要求1所述的生物质分级气化制富氢气的系统，其特征在于，所述热解反应器(200)的上方设置有第一旋风分离器(210)，所述热解反应器(200)采用流化床工作模式，用于对生物质原料进行热解，并且该热解反应器(200)的出气口与第一旋风分离器(210)连接，以将热解产生的热解气和焦炭分离；所述第一旋风分离器(210)分别与气化反应器和重整反应器连接，以将焦炭和热解气分别送入气化反应器和重整反应器。4.如权利要求1所述的生物质分级气化制富氢气的系统，其特征在于，所述燃烧反应器(400)的上部设置有内置式的第二旋风分离器(410)，所述第二旋风分离器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海平，宋浩，薛培轩，卢奕江，王贤华，曾阔，胡强，陈应泉，张世红，陈汉平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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