CN107868679A - 一种秸秆快速气化的方法 - Google Patents

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刘玉环
周跃
戴磊磊
陈诺
段邓乐
余桢婷
姜林
吴秋浩
曾子鸿
张志林
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Abstract

一种秸秆快速气化的方法,包括以下步骤:(1)按催化剂:秸秆=1:1~1:10的质量比,称取催化剂,置于与石英三口瓶热解气体出口连接的U型石英管内作为催化剂床层,另称取5~10kg微波吸收剂加入石英杯作为微波吸收床层;(2)将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英杯中,置于微波热解仪器中,加热至800~1100℃,快速添加秸秆至石英三口瓶,同时通入高热水蒸气,产生的热解气体在抽气泵作用下,经过U型石英管催化剂催化重整,冷凝去除焦油、水和灰,可连续获得燃气。本发明大大缩短了气化时间,提高了热解气产率;有效降低焦油含量,显著提高了燃气品质。

Description

一种秸秆快速气化的方法
技术领域
[0001 ]本发明属于能源转化技术领域,涉及結秆气化的方法。
背景技术
[0002]秸杆是农作物重要副产品,同时也是工、农业生产的重要生产资源,农作物秸杆可 用作$料、饲料、生活燃料及工业生产的原料等多种用途,但是,近年来秸秆产量随着粮食 等主产品单位产量的不断提高而迅速增加,而且传统的秸杆利用方式逐渐被弱化和淘汰, 大量剩余秸杆的处理成为农业生产凸显的问题,一些农民采取了最简单的处理方式一焚烧 和g意堆弃,不仅浪费了宝贵的资源,而其带来的各种危害令人始料不及,造成大气污染、 土壤矿化、火灾和交通事故等大量社会经济和生态问题,成为政府关心,社会关注、舆论关 切的热点和难点。秸秆资源数量多,开发价值大,大力推广农作物秸杆综合利用技术对于农 业和农村发展具有重要意义。
[0003]近年来随着国民经济的快速发展,我国对石油资源增长,我国石油对外依存度逐 年增加,解决石油资源不足问题的根本出路在于开发利用包括生物质在内的各种可再生能 源。农林废弃物是地球上最普遍的一种洁净而又可再生的能源,其原料资源量而广,可开发 潜力巨大。生物质气化技术在此基础上发展,不但能带来经济效益,而且还能促进环保的发 展,前景非常看好。
[0004] 随着微波技术的不断发展和成熟,通过微波热解气化生物质制备生物合成气的研 究已经受到了广泛的关注。采用微波加热,不仅加热速率快,致使过程效率高,而且通过减 少气化系统的〇2用量,降低气化过程的C02生成量,生成的合成气具有更高的有效气浓度,特 别是更高的H/C比,低〇2消耗也使气体生成效率更高。这种富氢、高有效组分浓度的合成气 也更适合合成气生物合成应用。
发明内容
[0005] 本发明的目的提供了一种秸杆快速气化的方法,该方法工艺简单,气化快速,所得 燃气焦油含量低,H2和C0的含量高。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0007]本发明所述的一种秸秆快速气化的方法,其特征是包括以下步骤。
[0008] (1)按Ni/ A1203催化剂:秸杆=1:1〜1:1〇的质量比,称取催化剂,置于与石英三口 瓶热解气体出口连接的U型石英管内作为催化剂床层,另称取5〜l〇kg微波吸收剂加入石英 杯作为微波吸收床层。
[0009] (2)将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的 石英杯中,置于微波热解仪器中,加热至800〜1100°C,快速添加秸秆至石英三口瓶,同时通 入高热水蒸气,产生的热解气体在抽气泵作用下,经过u型石英管催化剂催化重整,冷凝去 除焦油、水和灰,可连续获得燃气。
[0010] 本发明所述的微波吸收剂为碳化硅。
[0011]本发明比较已有的热解技术,具有以下优点。
[0012] _(1)本发明通过微波吸收床层的热传递和物料吸波双重加热效果,使反应物快速 升到目标温度,大大缩短了气化时间,提高了热解气产率;石英三口瓶热解气体出口连接的 U型石英管内催化剂床层的引入充分发挥了外部催化的优势,对了热解气体进行有效催化 重整,有效降低焦油含量,同时显著提高了 H2和C0的含量。
[0013] (2)石英三口瓶热解气体出口连接的U型石英管内催化剂床层的引入充分发挥了 外部催化的优势,延长催化剂使用寿命,对了热解气体进行有效催化重整,有效降低焦油含 量,同时显著提高了 H2和⑶的含量。 ’ ^
具体实施方式
[0014] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0015] 实施例1。
[0016] 将8kg碳化桂加入石英杯,2〇g Ni/ AhO3催化剂置于与石英三口瓶连接装的u型石 英管中,将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英 杯中,置于微波热解仪器中,固定功率升温至95〇°C,从进料口快速添加100g稻杆至石英三 口瓶,同时通入高热水蒸气,继续保持950°C催化热解气化至反应完全,产生的热解气体在 抽气泵作用下,经过U型石英管催化剂催化重整,冷凝去除焦油、水和灰,可连续获得燃气, 气化效率82%,气体中焦油含量l.〇g/Nm3,氢气、一氧化碳和甲烷含量为92%。
[0017] 实施例2。
[0018] 将8kg碳化娃加入石英杯,2〇g Ni/ Ab〇3催化剂置于与石英三口瓶连接装的U型石 英管中,将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英 杯中,置于微波热解仪器中,固定功率升温至85〇°C,从进料口快速添加l〇〇g秸秆至石英三 口瓶,同时通入高热水蒸气,继续保持850°C催化热解气化至反应完全,产生的热解气体在 抽气泵作用下,经过U型石英管催化剂催化重整,冷凝去除焦油、水和灰,可连续获得燃气, 气化效率72%,气体中焦油含量1 • 2以Nm3,氢气、一氧化碳和甲烧含量为88%。
[0019] 实施例3。
[0020] 将8kg碳化硅加入石英杯,2〇S附/ a12〇3催化剂置于与石英三口瓶连接装的U型石 英管中,将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英 杯中,置于微波热解仪器中,固定功率升温至1050 °c,从进料口快速添加l〇〇g秸秆至石英三 口瓶,同时通入高热水蒸气,继续保持1050°c催化热解气化至反应完全,产生的热解气体在 抽气栗作用下,经过U型石英管催化剂催化重整,冷凝去除焦油、水和灰,可连续获得燃气, 气化效率84%,气体中焦油含量0 •8g/ Nm3,氢气、一氧化碳和甲烷含量为93%。

Claims (2)

1.一种秸秆快速气化的方法,其特征是包括以下步骤: (1) 按Ni/ Ah〇3催化剂:秸秆=1:1〜1:10的质量比,称取催化剂,置于与石英三口瓶热 解气体出口连接的U型石英管内作为催化剂床层,另称取5〜]_〇kg微波吸收剂加入石英杯作 为微波吸收床层; (2) 将石英二口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英 杯中,置于微波热解仪器中,加热至_〜1100°C,快速添加秸秆至石英三口瓶,同时通入高 热水蒸气,产生的热解气体在抽气泵作用下,经过U型石英管催化剂催化重整,冷凝去除焦 油、水和灰,可连续获得燃气。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆快速气化的方法,其特征是所述的微波吸收剂为碳 化桂。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010033512A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Regents Of The University Of Minnesota Improved process for preparing bio-oils from biomass
CN102206515A (zh) * 2011-04-26 2011-10-05 山东大学 一种生物质的多联产综合利用方法及装置
CN202152330U (zh) * 2011-08-04 2012-02-29 孔永平 一种利用生物质原料直接制取汽柴油的生产系统
CN102963866A (zh) * 2012-11-30 2013-03-13 安徽理工大学 一种生物质裂解制备富氢合成气的方法
CN106336879A (zh) * 2016-08-11 2017-01-18 安徽理工大学 一种生物质热解‑重整制氢方法
CN107083252A (zh) * 2017-04-21 2017-08-22 东南大学 一种能降低生物质热解油含氧量的化学链热解脱氧工艺及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010033512A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Regents Of The University Of Minnesota Improved process for preparing bio-oils from biomass
CN102206515A (zh) * 2011-04-26 2011-10-05 山东大学 一种生物质的多联产综合利用方法及装置
CN202152330U (zh) * 2011-08-04 2012-02-29 孔永平 一种利用生物质原料直接制取汽柴油的生产系统
CN102963866A (zh) * 2012-11-30 2013-03-13 安徽理工大学 一种生物质裂解制备富氢合成气的方法
CN106336879A (zh) * 2016-08-11 2017-01-18 安徽理工大学 一种生物质热解‑重整制氢方法
CN107083252A (zh) * 2017-04-21 2017-08-22 东南大学 一种能降低生物质热解油含氧量的化学链热解脱氧工艺及系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海市经济团体联合会等: "《节能减排新途径与新技术》", 31 May 2010, 华东理工大学出版社 *
第九届全国青年催化学术会议组委会: "《面向环境与能源的新催化材料与催化过程 第九届全国青年催化学术会议论文集》", 30 September 2003, 中国石化出版社 *
赵凤起: "《固体推进剂燃烧催化剂》", 30 April 2016, 国防工业出版社 *

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