CN114763498B - 一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统，所述系统包括微波热解反应器、气化反应器、重整变换反应器和燃烧再生器；所述方法为生物质原料进入微波热解反应器进行热解，生成气态挥发分和生物焦；生物焦进入气化反应器活化处理后得到生物炭产品；生成的气态挥发分进入重整变换反应器反应后得到氢气产品。所述方法充分利用热解过程反应特征和产物分布特性，通过将热解、气化、重整变换过程的可控耦合，实现高品质氢气和活性炭的同步生产，极大提升工艺的经济性，具有良好应用前景。

Description

一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统
技术领域
本发明属于生物质能源技术领域，特别是涉及一种生物质热解气化方法和系统。
背景技术
氢能是一种优质清洁的新型能源，与石油、天然气、煤炭等常规能源相比，能够有效减少温室气体以及硫氮、颗粒物等有毒物质的排放，被认为是人类社会从“碳氢经济”过渡到“氢经济”时代的重要标志。但自然界中的氢多以化合物形态存在，需要消耗其他能源来制备。目前约96%的氢源来自于化石燃料，但化石能源不可再生，亟需发展可持续的、环境友好的制氢技术，而利用廉价生物质资源替代化石原料来制取氢气将是必由之路。
由于生物质高碳低氢多氧的组成特征，利用生物质制氢主要通过生物碳与水的变换反应来获得。目前生物质制氢方法包括生物质的水蒸气气化和生物质先热解再水蒸气气化两大类。其中，生物质水蒸气气化技术程度较高，气化过程生成的焦油含量较少，但气化过程通常需要通入大量的气化剂和燃烧剂，这不仅造成氢气品质变差，而且气化过程消耗相当部分的碳，造成氢气产率降低。生物质先热解再水蒸气气化方法通常不需要引入气化剂和燃烧剂，氢气纯度和品质显著提升，能量利用效率更高，但过程中由于多在隔氧\绝氧条件下进行，产生的焦油难以脱净，工艺的实际应用仍存在难度。
针对生物质水蒸气气化技术存在的氢气品质差、收率低等问题，国内外进行了广泛的研究与关注。专利201910288799.1公开了一种生物质分级气化制氢方法，该方法特点包括两个方面，一是采用高温水蒸气代替常规低温水蒸气，避免了燃烧剂的使用，降低了生物碳的无效损耗，减少了气体中杂质和无效组分的引入，显著提高了氢气收率；二是采用高温水蒸气气化、中温水蒸气重整、低温水蒸气变换三个反应过程，通过控制各级反应温度使各反应在合理的温度范围内进行，有利于获得高品质的氢气产品，但中温水蒸气重整、低温水蒸气变换过程需要使用价格较高的贵金属和重金属催化剂，制氢成本有待优化。进一步专利201910137183.4公开了一种生物质制氢的方法，利用预处理单元将生物质灰分中的碱金属洗涤出来制备碱金属盐溶液并喷洒到变换单元，作为水蒸气变换重整过程的催化剂使用，减少了外源性催化剂的使用，但该方法为了获得碱金属盐溶液需要增设额外的预处理单元，整个过程的能耗以及处理成本优势并不明显。
针对生物质先热解再水蒸气气化技术存在的焦油难以脱净的问题，专利201610657380.5公开了一种生物质热解-重整制氢方法，将生物质热解后产生的油气产物直接进行重整气化得到氢气产品，省去了生物油生产和重新气化的过程，降低了生物质利用的成本投入，但生物油气中携带了大量的炭粉颗粒会对重整过程提出更高的要求，往往造成催化剂的快速积炭失活，极大影响工艺的有效性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统，该方法充分利用热解过程反应特征和产物分布特性，通过将热解、重整和变换过程的可控耦合，实现高品质氢气和活性炭的同步生产，极大提升工艺的经济性，具有良好应用前景。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明第一方面提供一种生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，所述系统包括：
微波热解反应器，其用于接收并处理生物质原料，处理后得到气态挥发分和生物焦；
气化反应器，其用于接收来自活化剂进料管线的活化剂和来自微波热解反应器的生物焦，活化处理后得到生物炭产品和粉末生物炭；
重整变换反应器，其用于接收来自工作气体进料管线的工作气体和来自微波热解反应器的气态挥发分，在碱性吸收剂存在下进行反应，处理后得到氢气产品和失活碱性吸收剂；
燃烧再生器，其用于接收并再生处理来自重整变换反应器的失活碱性吸收剂和来自气化反应器的粉末生物炭，燃烧再生后得到再生后物料；
分离单元，其用于接收来自燃烧再生器的再生后物料，经气固分离后得到的再生后碱性吸收剂循环会重整变换反应器使用。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统中，所述重整变换反应器采用纵向移动床反应器，所述反应器包括壳体，壳体上设置有气体入口、碱性吸收剂入口、气体出口和固体出口；其中壳体内设置有内筒，内筒与壳体形成套筒结构，且内筒筒壁开设有若干孔，用于气体流通，所述气体入口与 “倒L”型进料通道连通，所述“倒L”型进料通道包括水平管和竖直管，气体入口与水平管入口连通，水平管出口与竖直管入口连通，水平管穿过内筒筒壁位于内筒内部，且所述竖直管管壁上开设有若干气孔。
进一步的，所述气体入口和气体出口均设置于重整变换反应器侧壁壳体上，所述碱性吸收剂入口设置于反应器顶部壳体上，所述固体出口设置于反应器底部壳体。
进一步的，所述内筒筒壁上开设有若干孔，沿内筒筒壁由上至下开孔的孔径逐渐增大，开孔率也逐渐增大；优选开孔方向朝斜上方向，与竖直方向夹的锐角为45～80˚。进一步优选沿内筒筒壁由上至下呈三级梯度孔分布，其中，第一级孔的孔径为0.4～1mm，开孔率为10～30%，第一级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/3～1/2；第二级孔的孔径为1～2mm，开孔率为20～50%，第二级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4～1/3；第三级孔的孔径为2～4mm，开孔率为30～60%，第三级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4～1/3。
进一步的，所述竖直管上开设的气孔按照进料气体流动方向由上至下气孔孔径逐渐减小，开孔率逐渐增大，进一步优选气孔开孔方向朝斜下方向，与竖直方向夹的锐角为45～80˚。更进一步优选沿着竖直管管壁方向由上至下呈两级度孔分布，其中，第一级孔的孔径为1～2mm，开孔率为10～30%，第一级孔的分布高度占竖直管管壁高度的1/2～3/4；第二级孔的孔径为0.2～1mm，孔隙率为30～60%，第二级孔的分布高度占竖直管管壁高度的1/4～1/2。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统中，所述微波热解反应器采用本领域现有反应器，如可以采用水平卧式移动床反应器，内设分段非等距螺旋输送结构，螺旋叶片直径是反应器内径的1/2～2/3，螺距与螺旋叶片直径的比例为1：0.5～2，从进料端到出料段螺距分段降低，以保证床层料位的稳定，所述螺旋输送结构不仅起到推送输送的作用，而且也具有分散和混匀的作用，阻止物料结块、聚集和堵料现象发生，保证了物料的连续稳定移动，所述的螺旋类型包括螺片式、螺带式、叶片式等。反应器器壁设置一定数量的微波石英窗口，每个窗口对应一个微波发生器，单个微波发生器的功率为500～2000W，根据反应器的容积等情况设置具体的窗口数量，一般设置2～10个，保证反应器内的功率密度在0.1×105～5×105W/m3。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统中，所述气化反应器采用纵向移动床反应器，内设多级搅拌结构，搅拌桨桨片直径是反应器内径的1/2～3/4，搅拌桨桨片与水平面所夹锐角为5～30˚，搅拌桨桨片层数在2～5层（搅拌桨桨片纵向层数），相邻两层搅拌桨桨片间成180˚，所述搅拌结构起到松料、分散和混匀作用，搅拌类型包括浆式、锚式、涡轮式等，纵向搅拌移动床阻止物料结块、聚集和堵料现象发生，保证了物料的连续稳定移动。气化反应器下部设有生物炭出料螺旋；所述生物炭出料螺旋下方设有炉篦，所述炉篦采用水平旋转的方式排出粉末状生物炭，通过电动控制旋转频率。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统中，所述燃烧再生器可以采用移动床反应器，流化床反应器，提升管反应器中的任一种，优选采用移动床反应器，进一步优选采用下行移动床反应器，通过气流与碱性吸收剂的逆向接触确保碱性吸收剂必要的停留时间。若采用流化床反应器和提升管反应器，一般通过控制气流携带碱性吸收剂的速度保证充分再生。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统中，所述分离单元设置一个以上的气固分离器，优选设置2个以上的气固分离器，更进一步优选设置2个气固分离器，特别优选2个气固分离器以串联方式连接，具体的，当设置2个气固分离器时，分别为气固分离器I和气固分离器II，所述气固分离器I的入口与再生单元的出料口相通；所述气固分离器I的气体出口与气固分离器II的入口相通，所述气固分离器I的固体出口与重整变换反应单元内腔相通。所述气固分离器可以采用本领域现有可以实现气固两相分离的装置，如旋风分离器等。
本发明第二方面提供一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，采用上面所述系统，所述方法包括如下步骤：
（1）生物质原料进入微波热解反应器进行热解，生成气态挥发分和生物焦；
（2）步骤（1）得到的生物焦进入气化反应器，在活化剂存在下进行活化处理，分离后得到生物炭产品和粉末生物炭；
（3）步骤（1）生成的气态挥发分、工作气体和碱性吸收剂进入重整变换反应器，反应后得到氢气产品，其中，反应后失活的碱性吸收剂进入燃烧再生器进行再生，反应流出物经气固分离后得到的再生后碱性吸收剂、烟气和粉灰，得到的再生后碱性吸收剂循环会重整变换反应器使用。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（1）中所述的生物质原料为陆生植物和/或水生植物，其中，所述陆生植物选自于玉米秸秆、稻壳、麦秆、核桃壳、椰壳、桐油壳、木块、树叶或树枝等任何含有木质纤维素的生物质中的一种或几种；所述水生植物选自于浮萍、荷花、莲花、芦苇、海藻、油藻、微藻等任何含有碳水化合物的生物质中的一种或几种。所述生物质原料优选先进行预处理，所述预处理包括干燥、粉碎和成型，具体的预处理过程如下：首先将生物质原料干燥，经过干燥后的生物质原料含水量不高于20%，然后粉碎至1mm以下，最后在4~20MPa条件下物理挤压成型，得到预处理成型物料；所述成型物料最大方向尺寸不超过40mm，优选10~20mm；所述干燥可以采用将生物质原料与来自于系统中燃烧再生器产生的高温烟气换热，所述的换热方式为直接接触式换热。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（1）中所述微波热解反应器的反应温度为400～900℃；反应时间2～10分钟；微波功率密度0.2×105～5×105W/m3。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（2）中所述气化反应器的反应温度为600～900℃；反应时间10～30分钟；微波功率密度0.1×105～3×105W/m3；所述活化剂为水蒸气、二氧化碳、氧气中的一种或两种以上的混合物，所述活化剂体积流量控制在0.5～2m3/h。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（2）中得到的生物炭产品出装置，得到的粉末生物炭可以进入燃烧再生器用于失活碱性吸收剂的再生。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（3）中所述工作气体为水蒸气，进一步优选为水蒸气中添加含硫化合物，所述含硫化合物可以是选自于硫化氢、二氧化硫、乙硫醚、乙硫醇等中的一种或两种以上的混合物，所述工作气体体积流量一般控制在0.1～2m3/h。所述水蒸气与含硫化合物的质量比为1:0.0001～0.001。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（3）中所述碱性吸收剂选自于碱性金属氧化物及其氢氧化物、碱性矿石、碱性工业废弃物中的一种或两种以上的复合物，所述碱性吸收剂的颗粒尺寸一般为0.5～5mm。其中碱性金属氧化物及其氢氧化物可以为氧化钙、氧化镁、氧化锂、氧化钡、一氧化铬、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锂、氢氧化钡等，碱性矿石可以为白云石、硅灰石、钙镁橄榄石、霞石、白榴石、方钠石、钙霞石、碱性辉石、碱性角闪石、贝壳中的一种或几种，碱性工业废弃物为白泥、粉煤灰中的一种或几种。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（3）中所述重整变换反应器的反应温度为500～800℃，反应时间0.1～1分钟。
上述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法中，步骤（3）中所述燃烧再生器的反应温度为850～1000℃，反应时间0.1～0.5分钟。从燃烧再生器排出的反应流出物经气固分离后，粉化的碱性吸收剂通过气固分离排出系统，这部分损失的碱性吸收剂通过补充新鲜碱性吸收剂进行平衡，未粉化的碱性吸收剂循环回用于气体重整变换反应器进行反应，所述循环使用的碱性吸收剂与生物质投量比例如下：碱性吸收剂中所有碱性氧化物（MexOy）与生物质中碳（C）的摩尔比，即MexOy /C=1～10。
本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统，将生物质微波热解、生物焦气化、气体脱焦除杂三大反应过程进行了空间耦合，使各个反应都能单独控制，并且三大反应过程之间通过气态物流相互衔接，避免了固相物料在各反应过程输送的控制问题，实现系统反应可控和过程连续化运行。解决了现有常规生物质气化反应存在的反应难以控制和产物难以调节的问题。
2、本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统中，重整变换反应器通过设置内筒和“倒L”型进料通道，有效调节气体流动方向，强化气体与碱性吸收体间的顺流和径向接触，既保证了气体与碱性吸收剂的充分作用，也使气体流动更加均匀分散，有利于降低反应过程的压降波动，起到减少气体携带灰尘的效应。解决了现有技术中反应器压降波动大，操作不稳定和气体携带灰尘量高的问题。
3、本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统中，根据生物质热解和气化产物不稳定和易腐蚀管路的特点，利用廉价碱性吸收剂对气体在线脱焦油、脱酸性气体以及气体的重整变换反应，获得高品质氢气产品；所述高品质氢气浓度最高可达95%，二氧化碳含量低于5%，其他杂质气体不超过0.5%，气体中没有检测到焦油，灰尘含量低于100mg/Nm3，整个过程氢气产率不低于0.1kg/kg干基脱灰生物质。
4、本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统中，通过在工作气体中加入少量含硫化合物，能够使碱性吸收剂局部发生硫化，由于硫化后碱性吸收剂的结构密度会有所降低，能够抑制碱性吸收剂再生后的结构收缩，保持碱性吸收剂的活性，有利于促进碱性吸收剂循环使用。
5、本发明提供的生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统中，利用生物质生产高品质氢的同时，通过生物焦的水蒸气气化联产生物炭，进一步通过筛分得到成型生物炭和粉状生物炭，其中成型生物炭可直接作为活性炭、冶金炭、催化材料、电极材料以及高级吸附材料使用，剩余的粉状生物炭通过燃烧为碱性吸收剂的再生提供热量，既降低生物质制氢过程的能量消耗，又获得高品质成型生物炭，克服以往生物质产氢技术没有副产品或者副产品单一、层次不高的瓶颈问题，显著提升生物质制氢技术优势。
附图说明
图1为本发明生物质热解气化制氢联产生物炭的方法和系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“置于”、“相连”、“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
结合图1，本发明提供一种生物质热解气化制氢联产生物炭系统，所述系统包括微波热解反应器1、气化反应器3、重整变换反应器8、燃烧再生器14、分离单元（所述分离单元包括串联设置的气固分离器I 17和气固分离器II 21），其中微波热解反应器1内部设置水平螺旋，外设生物焦出口和气态挥发出口2，所述气态挥发出口2与重整变换反应器8的气体入口9通过管线连通，生物焦出口直接与气化反应器3进料口连通，所述气化反应器3内设立式搅拌结构，外设进料口、活化剂入口5和成型生物炭出料螺旋4，所述成型生物炭出料螺旋4下方设有炉篦6，所述炉篦6下方设有粉状生物炭出料口7，所述粉状生物炭出料口7与燃烧再生器14的再生进口15相连，所述燃烧再生器14的再生出口16与气固分离器I 17的入口18相通，所述气固分离器I 17的气体出口20与气固分离器II 21的入口相通，所述气固分离器I 17的固体出口19与重整变换反应器8内腔相通，所述重整变换反应器8内设置有内筒12、外设置有气体入口9、氢气产品出口10和固体出口13，其中内筒12筒壁开设有若干孔，用于气体流通，所述气体入口9与 “倒L”型进料通道11连通，所述“倒L”型进料通道11包括水平管和竖直管，气体入口9与水平管入口连通，水平管出口与竖直管入口连通，水平管穿过内筒筒壁位于内筒内部，且所述竖直管管壁上开设有若干气孔，所述固体出口13与燃烧再生器14的进口15相连。
进一步的本发明实施例中所述重整变换反应中，所述内筒筒壁上开孔方向朝斜上方向，与竖直方向夹的锐角为60˚，沿内筒筒壁由上至下呈三级梯度孔分布，其中，第一级孔的孔径为0.8mm，开孔率为25%，第一级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/2；第二级孔的孔径为1.6mm，开孔率为40%，第二级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4；第三级孔的孔径为3mm，开孔率为50%，第三级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4。所述竖直管上开孔方向朝斜下方向，与竖直方向夹的锐角为60˚，沿着竖直管管壁方向由上至下呈两级度孔分布，其中，第一级孔的孔径为1.5mm，开孔率为25%，第一级孔的分布高度占竖直管管壁高度的1/3；第二级孔的孔径为0.8mm，孔隙率为50%，第二级孔的分布高度占竖直管管壁高度的2/3。
本发明实施例中，所述原料预处理条件：将生物质原料在80℃干燥至含水量10%，然后粉碎至0.6mm，再在10MPa条件下物理挤压成型，得到预处理成型物料；所述成型物料最大方向尺寸为20mm。
实施例1
将尺寸为20mm落叶松成型原料送入微波热解反应器，设置微波热解反应器的微波功率密度为1×105W/m3、温度700℃，在微波热解反应器内反应10分钟，生成的气态挥发分从气态挥发分出口排出，产生的生物焦通过重力落入气化反应器；所述落入气化反应器的生物焦在通入活化剂水蒸气和搅拌的作用下，于温度800℃、反应时间20分钟和功率密度2×105W/m3条件下进行活化，水蒸气流量控制在2m3/h，活化过程产生的气体产物由气态挥发分出口排出，生成的生物炭分成两个部分，其中成型生物炭作为产品占生物炭的40wt%，比表面积800m2/g，这部分碳产品由成型生物炭出料螺旋排出，粉状生物炭通过炉篦从底部的粉状生物炭出料口排出并送入燃烧再生器进行供热；所述的从气态挥发分出口排出的气态挥发分（包括活化过程产生的气体产物）和工作气体水蒸气合流后通过气体入口进入重整变换反应器，在“倒L”型进料通道和内筒的结构设计中，气态挥发分与碱性吸收剂白云石经过径向和轴向充分接触，于温度780℃、反应时间5分钟、水蒸气流量1 m3/h条件下进行脱焦油、除酸性气体、湿重整和水气变换等系列反应，所述白云石的投料量如下：白云石石中的钙镁氧化物与生物质原料中碳的摩尔比（CaO+MgO）/C=6，得到的产品气从氢气产品出口排出，氢气浓度达85%，二氧化碳含量为10%，其他杂质气体不超过5%，气体中没有检测到焦油，灰尘含量50mg/Nm3，整个过程氢气产率0.1kg/kg脱灰干基；所述碱性吸收剂失活后从固体出口排出并由再生进口送入燃烧再生器，于温度950℃、反应时间2分钟条件下进行再生反应，再生碱性吸收剂通过燃烧再生器再生出口进入气固分离器I的入口，未粉化的碱性吸收剂从气固分离器I固体出口落入重整变换反应器进行回用，粉化的碱性吸收剂通过气固分离器I的气体出口进入气固分离器II进行二次气固分离并收集，损耗部分通过补充碱性吸收剂进行平衡。
实施例2
将尺寸为10mm落叶松成型原料送入微波热解反应器，设置微波热解反应器的微波功率密度为2×105W/m3、温度800℃，在微波热解反应器反应20分钟，生成的气态挥发分从气态挥发分出口排出，产生的生物焦通过重力落入气化反应器；所述落入气化反应器的生物焦在通入活化剂水蒸气和氧气以及搅拌的作用下，于温度850℃、反应时间20分钟和功率密度2×105W/m3条件下进行活化，水蒸气流量控制在1m3/h，氧气流量控制在0.1m3/h，活化过程产生的气体产物由气态挥发分出口排出，生成的生物炭分成两个部分，其中成型生物炭作为产品占生物炭的45%，比表面积900m2/g，这部分碳产品由成型生物炭出料螺旋排出，粉状生物炭通过炉篦从底部的粉状生物炭出料口排出并送入燃烧再生器进行供热；所述的从气态挥发分出口排出的气态挥发分（包括活化过程产生的气体产物）和含0.02%（质量百分含数）硫化氢的水蒸气合流后通过气体入口进入重整变换反应器，在“倒L”型进料通道和内筒的结构设计中，气态挥发分与碱性吸收剂氧化钙经过径向和轴向充分接触，于温度780℃、反应时间10分钟、含硫化氢的水蒸气流量1m3/h条件下进行脱焦油、除酸性气体、湿重整和水气变换等系列反应，所述氧化钙的投料量如下：氧化钙与生物质原料中碳的摩尔比8，得到的产品气从氢气产品出口排出，氢气浓度达90%，二氧化碳含量为8%，其他杂质气体不超过2%，气体中没有检测到焦油，灰尘含量100mg/Nm3，整个过程氢气产率0.12kg/kg脱灰干基；所述碱性吸收剂失活后从固体出口排出并由再生进口送入燃烧再生器，于温度900℃、反应时间2分钟条件下进行再生反应，再生碱性吸收剂通过燃烧再生器再生出口进入气固分离器I的入口，未粉化的碱性吸收剂从气固分离器I固体出口落入重整变换反应器进行回用，粉化的碱性吸收剂通过气固分离器I的气体出口进入气固分离器II进行二次气固分离并收集，损耗部分通过补充碱性吸收剂进行平衡。
实施例3
将尺寸为10mm落叶松成型原料送入微波热解反应器，设置微波热解反应器的微波功率密度为2×105W/m3、温度800℃，在微波热解反应器反应20分钟，生成的气态挥发分从气态挥发分出口排出，产生的生物焦通过重力落入气化反应器；所述落入气化反应器的生物焦在通入活化剂水蒸气和氧气以及搅拌的作用下，于温度850℃、反应时间20分钟和功率密度2×105W/m3条件下进行活化，水蒸气流量控制在1m3/h，氧气流量控制在0.1m3/h，活化过程产生的气体产物由气态挥发分出口排出，生成的生物炭分成两个部分，其中成型生物炭作为产品占生物炭的45%，比表面积900m2/g，这部分碳产品由成型生物炭出料螺旋排出，粉状生物炭通过炉篦从底部的粉状生物炭出料口排出并送入燃烧再生器进行供热；所述的从气态挥发分出口排出的气态挥发分（包括活化过程产生的气体产物）和含0.02%（质量百分含数）硫化氢的水蒸气合流后通过气体入口进入重整变换反应器，在“倒L”型进料通道和内筒的结构设计中，气态挥发分与碱性吸收剂钙镁橄榄石经过径向和轴向充分接触，于温度780℃、反应时间10分钟、含硫化氢的水蒸气流量1m3/h条件下进行脱焦油、除酸性气体、湿重整和水气变换等系列反应，所述钙镁橄榄石的投料量如下：钙镁橄榄石中的钙镁氧化物与生物质原料中碳的摩尔比（CaO+MgO）/C=10，得到的产品气从氢气产品出口排出，氢气浓度达94%，二氧化碳含量为5%，其他杂质气体不超过1%，气体中没有检测到焦油，灰尘含量100mg/Nm3，整个过程氢气产率0.14kg/kg脱灰干基；所述碱性吸收剂失活后从固体出口排出并由再生进口送入燃烧再生器，于温度950℃、反应时间2分钟条件下进行再生反应，再生碱性吸收剂通过燃烧再生器再生出口进入气固分离器I 的入口，未粉化的碱性吸收剂从气固分离器I 固体出口落入重整变换反应器进行回用，粉化的碱性吸收剂通过气固分离器I的气体出口进入气固分离器II进行二次气固分离并收集，损耗部分通过补充碱性吸收剂进行平衡。
比较例1
比较例1中，重整变换反应器没内部没有设置内筒和“倒L”型进料通道。
将尺寸为10mm落叶松成型原料送入微波热解反应器，设置微波热解反应器的微波功率密度为2×105W/m3、温度800℃，在微波热解反应器反应20分钟，生成的气态挥发分从气态挥发分出口排出，产生的生物焦通过重力落入气化反应器；所述落入气化反应器的生物焦在通入活化剂水蒸气和氧气以及搅拌的作用下，于温度850℃、反应时间20分钟和功率密度2×105W/m3条件下进行活化，水蒸气流量控制在1m3/h，氧气流量控制在0.1m3/h，活化过程产生的气体产物由气态挥发分出口排出，生成的生物炭分成两个部分，其中成型生物炭作为产品占生物炭的45%，比表面积900m2/g，这部分碳产品由成型生物炭出料螺旋排出，粉状生物炭通过炉篦从底部的粉状生物炭出料口排出并送入燃烧再生器进行供热；所述的从气态挥发分出口排出的气态挥发分（包括活化过程产生的气体产物）和含0.02%（质量百分含数）硫化氢的水蒸气合流后进行气体重整变换反应，于温度780℃、反应时间10分钟、含硫化氢的水蒸气流量1m3/h条件下进行脱焦油、除酸性气体、湿重整和水气变换等系列反应，所述钙镁橄榄石的投料量如下：钙镁橄榄石中的钙镁氧化物与生物质原料中碳的摩尔比（CaO+MgO）/C=10，得到的产品气从氢气产品出口排出，氢气浓度达88%，二氧化碳含量为9%，其他杂质气体不超过3%，气体中焦油含量500mg/Nm3，灰尘含量150mg/Nm3，整个过程氢气产率0.11kg/kg脱灰干基；所述碱性吸收剂失活后从固体出口排出并由再生进口送入燃烧再生器，于温度950℃、反应时间2分钟条件下进行再生反应，再生碱性吸收剂通过燃烧再生器再生出口进入气固分离器I的入口，未粉化的碱性吸收剂从气固分离器I固体出口落入重整变换反应器进行回用，粉化的碱性吸收剂通过气固分离器I的气体出口进入气固分离器II进行二次气固分离并收集，损耗部分通过补充碱性吸收剂进行平衡。

Claims (22)

1.一种生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，所述系统包括：
微波热解反应器，其用于接收并处理生物质原料，处理后得到气态挥发分和生物焦；
气化反应器，其用于接收来自活化剂进料管线的活化剂和来自微波热解反应器的生物焦，活化处理后得到生物炭产品和粉末生物炭；
重整变换反应器，其用于接收来自工作气体进料管线的工作气体和来自微波热解反应器的气态挥发分，在碱性吸收剂存在下进行反应，处理后得到氢气产品和失活碱性吸收剂；
燃烧再生器，其用于接收并再生处理来自重整变换反应器的失活碱性吸收剂和来自气化反应器的粉末生物炭，燃烧再生后得到再生后物料；
分离单元，其用于接收来自燃烧再生器的再生后物料，经气固分离后得到的再生后碱性吸收剂循环会重整变换反应器使用；
其中，所述重整变换反应器采用纵向移动床反应器，所述反应器包括壳体，壳体上设置有气体入口、碱性吸收剂入口、气体出口和固体出口；其中壳体内设置有内筒，内筒与壳体形成套筒结构，且内筒筒壁开设有若干孔，用于气体流通，所述气体入口与“倒L”型进料通道连通，所述“倒L”型进料通道包括水平管和竖直管，气体入口与水平管入口连通，水平管出口与竖直管入口连通，水平管穿过内筒筒壁位于内筒内部，且所述竖直管管壁上开设有若干气孔；
所述气体入口和气体出口均设置于重整变换反应器侧壁壳体上，所述碱性吸收剂入口设置于反应器顶部壳体上，所述固体出口设置于反应器底部壳体；
所述内筒筒壁上开设有若干孔，沿内筒筒壁由上至下开孔的孔径逐渐增大，开孔率也逐渐增大；开孔方向朝斜上方向，与竖直方向夹的锐角为45～80°；沿内筒筒壁由上至下呈三级梯度孔分布，其中，第一级孔的孔径为0.4～1mm，开孔率为10～30％，第一级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/3～1/2；第二级孔的孔径为1～2mm，开孔率为20～50％，第二级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4～1/3；第三级孔的孔径为2～4mm，开孔率为30～60％，第三级孔的分布高度占内筒筒壁高度的1/4～1/3；
所述竖直管上开设的气孔按照进料气体流动方向由上至下气孔孔径逐渐减小，开孔率逐渐增大，气孔开孔方向朝斜下方向，与竖直方向夹的锐角为45～80°；沿着竖直管管壁方向由上至下呈两级度孔分布，其中，第一级孔的孔径为1～2mm，开孔率为10～30％，第一级孔的分布高度占竖直管管壁高度的1/2～3/4；第二级孔的孔径为0.2～1mm，孔隙率为30～60％，第二级孔的分布高度占竖直管管壁高度的1/4～1/2。
2.按照权利要求1所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述微波热解反应器采用水平卧式移动床反应器，内设分段非等距螺旋输送结构。
3.按照权利要求1所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述气化反应器采用纵向移动床反应器，内设多级搅拌结构。
4.按照权利要求1所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述燃烧再生器采用移动床反应器，流化床反应器，提升管反应器中的任一种。
5.按照权利要求4所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述燃烧再生器采用移动床反应器。
6.按照权利要求5所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述燃烧再生器采用下行移动床反应器。
7.按照权利要求1所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述分离单元设置一个以上的气固分离器。
8.按照权利要求7所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，所述分离单元设置2个气固分离器。
9.按照权利要求8所述生物质热解气化制氢联产生物炭的系统，其中，2个气固分离器以串联方式连接，具体的，当设置2个气固分离器时，分别为气固分离器I和气固分离器II，所述气固分离器I的入口与再生单元的出料口相通；所述气固分离器I的气体出口与气固分离器II的入口相通，所述气固分离器I的固体出口与重整变换反应单元内腔相通。
10.一种生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，采用权利要求1-9中任一权利要求所述系统，所述方法包括如下步骤：
(1)生物质原料进入微波热解反应器进行热解，生成气态挥发分和生物焦；
(2)步骤(1)得到的生物焦进入气化反应器，在活化剂存在下进行活化处理，得到生物炭产品和粉末生物炭；
(3)步骤(1)生成的气态挥发分、工作气体和碱性吸收剂进入重整变换反应器，反应后得到氢气产品，其中，反应后失活的碱性吸收剂进入燃烧再生器进行再生，反应流出物经气固分离后得到的再生后碱性吸收剂、烟气和粉灰，得到的再生后碱性吸收剂循环会重整变换反应器使用。
11.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(1)中所述的生物质原料为陆生植物和/或水生植物，其中，所述陆生植物选自于玉米秸秆、稻壳、麦秆、核桃壳、椰壳、桐油壳、木块、树叶或树枝等任何含有木质纤维素的生物质中的一种或几种；所述水生植物选自于浮萍、荷花、莲花、芦苇、海藻、油藻、微藻等任何含有碳水化合物的生物质中的一种或几种。
12.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(1)中所述的生物质原料先进行预处理，所述预处理包括干燥、粉碎和成型，具体的预处理过程如下：首先将生物质原料干燥，经过干燥后的生物质原料含水量不高于20％，然后粉碎至1mm以下，最后在4～20MPa条件下物理挤压成型，得到预处理成型物料；所述成型物料最大方向尺寸不超过40mm。
13.按照权利要求12所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，所述成型物料最大方向尺寸为10～20mm。
14.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(1)中所述微波热解反应器的反应温度为400～900℃；反应时间2～10分钟；微波功率密度0.2×105～5×105W/m3。
15.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(2)中所述气化反应器的反应温度为600～900℃；反应时间10～30分钟；微波功率密度0.1×105～3×105W/m3；所述活化剂为水蒸气、二氧化碳、氧气中的一种或两种以上的混合物，所述活化剂体积流量控制在0.5～2m3/h。
16.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(2)中得到的生物炭产品出装置，得到的粉末生物炭可以进入燃烧再生器用于失活碱性吸收剂的再生。
17.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(3)中所述工作气体为水蒸气。
18.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(3)中所述工作气体为水蒸气中添加含硫化合物，所述含硫化合物选自于硫化氢、二氧化硫、乙硫醚、乙硫醇等中的一种或两种以上的混合物，所述工作气体体积流量为0.1～2m3/h；所述水蒸气与含硫化合物的质量比为1:0.0001～0.001。
19.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(3)中所述碱性吸收剂选自于碱性金属氧化物及其氢氧化物、碱性矿石、碱性工业废弃物中的一种或两种以上的复合物，所述碱性吸收剂的颗粒尺寸为0.5～5mm；碱性金属氧化物及其氢氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化锂、氧化钡、一氧化铬、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锂、氢氧化钡等，碱性矿石为白云石、硅灰石、钙镁橄榄石、霞石、白榴石、方钠石、钙霞石、碱性辉石、碱性角闪石、贝壳中的一种或几种，碱性工业废弃物为白泥、粉煤灰中的一种或几种。
20.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(3)中所述重整变换反应器的反应温度为500～800℃，反应时间0.1～1分钟。
21.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，步骤(3)中所述燃烧再生器的反应温度为850～1000℃，反应时间0.1～0.5分钟。
22.按照权利要求10所述生物质热解气化制氢联产生物炭的方法，其中，从燃烧再生器排出的反应流出物经气固分离后，粉化的碱性吸收剂通过气固分离排出系统，这部分损失的碱性吸收剂通过补充新鲜碱性吸收剂进行平衡，未粉化的碱性吸收剂循环回用于气体重整变换反应器进行反应，所述循环使用的碱性吸收剂与生物质投量比例如下：碱性吸收剂中所有碱性氧化物MexOy与生物质中碳C的摩尔比，即MexOy/C＝1～10。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002057395A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Japan Science And Technology Corporation Appareil de gazeification d'un combustible solide
WO2003029390A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Ebara Corporation Procede de modification de gaz inflammable, appareil de modification de gaz inflammable et appareil de gazeification
AU2007292617A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Ihi Corporation Decoupled fluidized bed gasifying method and gasifying apparatus of solid fuel
WO2012129814A1 (zh) * 2011-04-01 2012-10-04 大连理工大学 一种有机物热解制取活性炭方法
CN104004532A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 华南理工大学 一种以油页岩干馏气制氢提质的集成炼制系统及工艺
CN105524662A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院 一种生物质微波热解气化制合成气的方法
CN111378463A (zh) * 2020-04-10 2020-07-07 大连海洋大学 一种生物质热解气化耦合制合成气的方法及其所采用的系统
CN111378510A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 中国石油化工股份有限公司 一种利用生物质制备合成气的方法和系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002057395A1 (fr) * 2001-01-18 2002-07-25 Japan Science And Technology Corporation Appareil de gazeification d'un combustible solide
WO2003029390A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Ebara Corporation Procede de modification de gaz inflammable, appareil de modification de gaz inflammable et appareil de gazeification
AU2007292617A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Ihi Corporation Decoupled fluidized bed gasifying method and gasifying apparatus of solid fuel
WO2012129814A1 (zh) * 2011-04-01 2012-10-04 大连理工大学 一种有机物热解制取活性炭方法
CN104004532A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 华南理工大学 一种以油页岩干馏气制氢提质的集成炼制系统及工艺
CN105524662A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院 一种生物质微波热解气化制合成气的方法
CN111378510A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 中国石油化工股份有限公司 一种利用生物质制备合成气的方法和系统
CN111378463A (zh) * 2020-04-10 2020-07-07 大连海洋大学 一种生物质热解气化耦合制合成气的方法及其所采用的系统

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