一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统及方法技术方案

技术编号:39046917 阅读:40 留言:0更新日期:2023-10-10 11:59
本发明专利技术属于制氢方法技术领域,具体涉及一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统及方法,本发明专利技术实现高浓度纤维素类生物质浆液的制备及泵送,在浆液制备过程中未使物料分子结构的化学键大幅断裂,仅有少量气体生成,同时浆液均匀性、稳定性及流动性优异;利用超临界水的理化性质,采用两步法气化,一级反应器基于超临界水液化原理,实现碱盐回收与大分子解聚,并利用苛化装置增加了碱盐的重复利用性,提高了制浆工艺的经济性,实现低成本的浆液制备;基于在一级反应器内的物料分子结构简化,大幅降低二级反应器内积炭及反应器腐蚀的发生,实现木质纤维素生物质高效气化,保证了系统气化效率的高效性。保证了系统气化效率的高效性。保证了系统气化效率的高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统及方法


[0001]本专利技术属于制氢方法
,具体涉及一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统及方法。

技术介绍

[0002]木质纤维素生物质的产量巨大种类多样,资源丰富。例如世界上每年产生的树皮高达40亿立方米,我国秸秆每年产量也已经达到8亿吨,合理地进行资源化利用是符合未来的社会发展需求,然而传统的气化,焚烧,裂解,发酵等处理工艺具有效率低、经济性差、污染高等缺点。
[0003]超临界水气化技术(临界温度374℃,临界压力22.1MPa)能够将各种有机物转化为富氢气体等清洁能源的技术,反应条件温和、无NO
X
、SO
X
产生、系统能势匹配,是能够合理实现废弃物资源化利用的技术工艺。
[0004]木质纤维素生物质构成组分均为大分子结构(纤维素、半纤维素及木质素),具有极强的吸水溶胀性,无法制备成高浓度的浆液,配浆浓度不超过16%,系统无法实现自热;
[0005]气化过程中生成焦油焦炭,气化效率较低,即使添加催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,包括制浆装置(4),制浆装置(4)连接一级反应器(6),一级反应器(6)连接二级反应器(8),二级反应器(8)连接氧化装置(10),氧化装置(10)连接换热器组的管程,换热器组的管程连接气液分离器(15),气液分离器(15)连接水箱(16)和氢气分离器(18),制浆装置(4)连接储料装置(2),氧化装置(10)连接制氧装置(9);一级反应器(6)的无机盐出口连接苛化混合装置(11),苛化混合装置(11)连接制浆装置(4);换热器组将不同温度的壳程液体送入对应的苛化混合装置(11)、一级反应器(6)和二级反应器(8)中;水箱(16)连接制浆装置(4)、一级反应器(6)和二级反应器(8)的入口。2.根据权利要求1所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,制浆装置(4)连接气泵(1)。3.根据权利要求1所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,储料装置(2)和制浆装置(4)间设置有第一加压装置(3)。4.根据权利要求1所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,制浆装置(4)和一级反应器(6)间设置有第二加压装置(5)。5.根据权利要求1所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,一级反应器(6)和二级反应器(8)间设置有第三加压装置(7)。6.根据权利要求1所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,换热器组包括管程依次连接的高温换热器(12)、中温换热器(13)和低温换热器(14),高温换热器(12)的管程入口连接氧化装置(10),低温换热器(14)的管程出口连接气液分离器(15),水箱(16)连接高温换热器(12)、中温换热器(13)和低温换热器(14)的壳程入口,高温换热器(12)、中温换热器(13)和低温换热器(14)的壳程出口分别连接二级反应器(8)、一级反应器(6)和苛化混合装置(11)。7.根据权利要求1或6所述的一种适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统,其特征在于,水箱(16)与换热器组间设置有循环水泵(17)。8.一种权利要求1所述的适用于高浓度木质纤维素生物质的超临界水气化制氢系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:开启水箱(16),使水经回水路的换热器组分别流入一级反应器(6)及二级反应器(8);使一级反应器(6)及二级反应器(8)升温至反应温度,使一级反应器(6)及二级反应器(8)的预热水升温至超临界温度,并控制一级反应器(6)及二级反应器(8)的内部升压并...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭烈锦葛晖陈渝楠葛志伟金辉黄勇刘兆峥
申请(专利权)人:佛山市南海区鑫锦伟华洁净能源研究院
类型:发明
国别省市:

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