CN114774142A - 一种生物质热解气的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热解气处理技术领域，特别涉及一种生物质热解气的处理系统。该系统包括：热解装置，包括壳体和螺旋搅拌件，壳体内容纳有生物质和硝酸盐体系熔盐，螺旋搅拌件可旋转地设置于壳体内，热解装置用于利用硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解，得到热解气；酯化反应器，与热解装置连接，酯化反应器用于将热解气、氧气和甲醇进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物；第一催化重整反应器，与酯化反应器连接，第一催化重整反应器用于将第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应。本发明提供的方案能够有利于实现热解气的高值化利用。

Description

一种生物质热解气的处理系统

技术领域

本发明涉及热解气处理技术领域，尤其涉及一种生物质热解气的处理系统。

背景技术

近年来，我国的生物质固体废弃物产量大，而生物质固体废弃物不加以利用不仅是对资源的浪费，且处置不当对生态环境产生严重威胁。高效、合理、清洁地对其进行利用是实现资源回收的重要途径，蕴含巨大的经济价值。

相关技术中，可以采用对生物质进行熔盐热处理。然而，当熔盐采用硝酸盐体系(即NaNO₂-NaNO₃复合熔盐)时，生物质热解气中会存在氮氧化物(例如一氧化氮和二氧化氮)，这不利于热解气的高值化利用。

因此，目前亟待需要一种生物质热解气的处理系统来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种生物质热解气的处理系统，能够有利于实现热解气的高值化利用。

本发明实施例提供了一种生物质热解气的处理系统，包括：

热解装置，包括壳体和螺旋搅拌件，所述壳体内容纳有生物质和硝酸盐体系熔盐，所述螺旋搅拌件可旋转地设置于所述壳体内，所述热解装置用于利用所述硝酸盐体系熔盐对所述生物质进行热解，得到热解气；其中，所述热解气包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

酯化反应器，与所述热解装置连接，所述酯化反应器用于将所述热解气、氧气和甲醇进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物；其中，所述第一液态产物包括甲醇、硝酸和水，所述第一气态产物包括亚硝酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

第一催化重整反应器，与所述酯化反应器连接，所述第一催化重整反应器用于将所述第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与所述热解气混合后进行酯化反应。

在一种可能的设计中，还包括：

蒸馏装置，与所述酯化反应器连接，所述蒸馏装置用于将所述第一液态产物进行蒸馏后得到呈气态的甲醇，以将呈气态的甲醇与所述热解气混合后进行酯化反应。

在一种可能的设计中，还包括：

第一混合装置，分别与所述蒸馏装置和所述热解装置连接，所述第一混合装置用于将蒸馏后剩余的硝酸和水共同与氢氧化钠溶液进行混合后得到硝酸钠溶液，以将所述硝酸钠溶液通入所述硝酸盐体系熔盐中。

在一种可能的设计中，所述蒸馏的温度大于甲醇的沸点且小于硝酸的沸点。

在一种可能的设计中，所述第一气态产物中还包括所述亚硝酸甲酯在挥发过程中携带的呈气态的甲醇、硝酸和水；

还包括：

第一冷凝装置，与所述酯化反应器连接，所述第一冷凝装置用于将所述第一气态产物进行第一冷凝，得到第二液态产物；其中，所述第二液态产物包括亚硝酸甲酯、甲醇和硝酸；

升温装置，与所述冷凝装置连接，所述升温装置用于将所述第二液态产物进行升温，得到第三液态产物和第二气态产物；其中，所述第三液态产物包括甲醇和硝酸，所述第二气态产物包括呈气态的亚硝酸甲酯、所述亚硝酸甲酯在挥发过程中携带的呈气态的甲醇和硝酸；

水洗装置，与所述升温装置连接，所述水洗装置用于将所述第二气态产物进行水洗，得到第三气态产物；其中，所述第三气态产物包括亚硝酸甲酯和呈气态的水；

第二冷凝装置，与所述水洗装置连接，所述第二冷凝装置用于将所述第三气态产物进行第二冷凝，得到呈气态的亚硝酸甲酯。

在一种可能的设计中，所述第一冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的熔点且小于亚硝酸甲酯的沸点；

和/或，

所述升温的目标温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于甲醇的沸点；

和/或，

所述将所述第二气态产物进行水洗，包括：在所述升温的目标温度下，将所述第二气态产物进行水洗；

和/或，

所述第二冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于水的沸点。

在一种可能的设计中，还包括：

第一冷凝装置，与所述酯化反应器连接，所述第一冷凝装置用于将所述第一气态产物进行第一冷凝，得到第四气态产物；其中，所述第四气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和甲烷；

第二混合装置，分别与所述第一冷凝装置和所述热解装置连接，所述第二混合装置用于将所述第四气态产物通入亚硝酸钠溶液中，得到硝酸钠溶液和第五气态产物；其中，所述硝酸钠溶液用于通入所述硝酸盐体系熔盐中，所述第五气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

所述第一催化重整反应器与所述第二混合装置连接，所述第一催化重整反应器用于将所述第五气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整。

在一种可能的设计中，还包括：

第二催化重整反应器，分别与所述第一催化重整反应器和所述热解装置连接，所述第二催化重整反应器用于将水、热解炭以及所述第五气态产物包括的二氧化碳和甲烷进行第二催化重整，得到呈气态的氢气和一氧化碳；其中，所述热解炭是通过所述硝酸盐体系熔盐对所述生物质进行热解得到的；

所述第一催化重整反应器具体用于将呈气态的氢气和一氧化碳进行所述第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与所述热解气混合完成酯化反应。

在一种可能的设计中，所述第二催化重整的反应条件包括：

镍基催化剂、1.5-2.5MPa的反应压力和高于900℃的反应温度。

在一种可能的设计中，所述第一催化重整的反应条件包括：

铜基催化剂和220-280℃的反应温度。

由上述方案可知，本发明提供的处理系统通过利用硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解得到热解气，再利用氧气和甲醇与热解气进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物，这样就可以把热解气中的一氧化氮和二氧化氮去除，从而有利于实现热解气的高值化利用；而且，还可以继续将第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整得到呈液态的甲醇，这样就可以继续将呈液态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应，从而解决了酯化反应所需的甲醇的来源问题，即实现了甲醇的循环利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一个实施例提供的生物质热解气的处理系统的示意图；

图2为本发明另一个实施例提供的生物质热解气的处理系统的示意图；

图3为本发明一个实施例提供的热解装置的截面示意图；

图4为本发明一个实施例提供的热解装置中部分结构在一个视角下的结构示意图；

图5为本发明一个实施例提供的热解装置中部分结构在另一个视角下的结构示意图；

图6为本发明一个实施例提供的滤网的俯视图。

附图标记：

1-热解装置；

11-壳体；

111-密封盖；

112-出气口；

113-出盐口；

12-螺旋搅拌件；

121-螺旋面；

122-通气孔；

123-挡板；

13-滤网；

131-安装缺口；

14-进料组件；

142-进料管；

142a-出料口；

143-绞龙；

143a-螺旋刀片；

15-万向节；

16-固定件；

2-酯化反应器；

3-第一催化重整反应器；

4-蒸馏装置；

5-第一混合装置；

61-第一冷凝装置；

62-升温装置；

63-水洗装置；

64-第二冷凝装置；

7-第二混合装置；

8-第二催化重整反应器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一个实施例提供的生物质热解气的处理系统的示意图。请参阅图1，该处理系统包括热解装置1、酯化反应器2和第一催化重整反应器3，其中：

热解装置1包括壳体11和螺旋搅拌件12，壳体11内容纳有生物质和硝酸盐体系熔盐，螺旋搅拌件12可旋转地设置于壳体11内，热解装置1用于利用硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解，得到热解气；其中，热解气包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

酯化反应器2与热解装置1连接，酯化反应器2用于将热解气、氧气和甲醇进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物；其中，第一液态产物包括甲醇、硝酸和水，第一气态产物包括亚硝酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

第一催化重整反应器3与酯化反应器2连接，第一催化重整反应器3用于将第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应。

在本实施例中，上述方案通过利用硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解得到热解气，再利用氧气和甲醇与热解气进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物，这样就可以把热解气中的一氧化氮和二氧化氮去除，从而有利于实现热解气的高值化利用；而且，还可以继续将第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整得到呈液态的甲醇，这样就可以继续将呈液态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应，从而解决了酯化反应所需的甲醇的来源问题，即实现了甲醇的循环利用。

需要说明的是，硝酸盐体系熔盐例如可以是NaNO₂-NaNO₃二元熔盐，当然也可以是含有NaNO₂、NaNO₃的三元熔盐，在此对硝酸盐体系熔盐的具体组成不进行限定。生物质包括但不限于农作物秸秆、农产品加工业副产品等，在此对生物质的具体类型不进行限定。

由于硝酸盐体系熔盐的熔点相对于其它熔盐的熔点更低，因此利用硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解可以更加节约能源，而且通过熔盐与生物质的混合，可以有利于对生物质的传热，以更好地对生物质进行热解。

发明人在研发的过程中发现：由于热解气中会存在氮氧化物(例如一氧化氮和二氧化氮)，因此这不利于热解气的高值化利用。为了保证去除一氧化氮和二氧化氮的环保经济性，发明人考虑将热解气、氧气和甲醇进行混合，以进行酯化反应，从而可以有效去除一氧化氮和二氧化氮，进而有利于实现热解气的高值化利用。

其中，热解气中的一氧化氮、氧气和甲醇发生酯化反应的反应条件为无需催化剂，常压下且温度为30-90℃的条件。热解气中的二氧化氮和酯化反应得到的水反应得到硝酸，因此第一液态产物包括硝酸和水。

具体地，酯化反应为2NO+1/2O₂+2CH₃OH＝2CH₃ONO+H₂O，副反应为NO₂+H₂O＝HNO₃。

图2为本发明一个实施例提供的生物质热解气的处理系统的示意图。请参阅图2，在本发明一个实施例中，上述系统还包括：

蒸馏装置4，与酯化反应器2连接，蒸馏装置4用于将第二液态产物进行蒸馏后得到呈气态的甲醇，以将呈气态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应。

在本实施例中，由于第一液态产物中包括甲醇，因此为了充分利用这部分甲醇，可以考虑对第一液态产物进行蒸馏，得到呈气态的甲醇，这样再将呈气态的甲醇与热解气混合，以进行酯化反应，从而实现了对第一液态产物中甲醇的回收利用。

在一些实施方式中，蒸馏的温度大于甲醇的沸点且小于硝酸的沸点。

在本实施例中，由于第一液态产物中除了甲醇还包括硝酸和水，因此再对甲醇进行蒸馏分离时，除了要考虑甲醇的沸点，还要考虑硝酸和水的沸点，即蒸馏的温度要大于甲醇的沸点，且要同时小于硝酸和水的沸点，而硝酸的沸点为83℃，水的沸点为100℃，因此蒸馏的温度要小于硝酸的沸点。

请继续参阅图2，在本发明一个实施例中，上述系统还包括：

第一混合装置5，分别与蒸馏装置4和热解装置1连接，第一混合装置5用于将蒸馏后剩余的硝酸和水共同与氢氧化钠溶液进行混合后得到硝酸钠溶液，以将硝酸钠溶液通入硝酸盐体系熔盐中。

在本实施例中，由于对第一液态产物进行蒸馏之后，还残留有硝酸和水，为了进一步对这部分硝酸进行回收利用，可以将蒸馏之后的第一液态产物与氢氧化钠溶液进行混合，从而可以得到硝酸钠溶液，而硝酸钠溶液在结晶之后得到的硝酸钠晶体可以作为硝酸盐体系熔盐的原料，从而既可以对第一液态产物残留的硝酸进行回收利用，又可以得到硝酸盐体系熔盐的原料。

由于亚硝酸甲酯(CH₃ONO)的沸点为-12℃，会同一氧化碳、氧气等气体一块析出，即第一气态产物包括亚硝酸甲酯。此外，由于亚硝酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等气相产物在挥发过程中，会将少量的甲醇、硝酸和水也携带出，因此第一气态产物除了包括亚硝酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷之外，还包括在挥发过程中携带的呈气态的甲醇、硝酸和水。

请继续参阅图2，在本发明一个实施例中，上述系统还包括：

第一冷凝装置61，与酯化反应器2连接，第一冷凝装置61用于将第一气态产物进行第一冷凝，得到第二液态产物；其中，第二液态产物包括亚硝酸甲酯、甲醇和硝酸；

升温装置62，与冷凝装置连接，升温装置62用于将第二液态产物进行升温，得到第三液态产物和第二气态产物；其中，第三液态产物包括甲醇和硝酸，第二气态产物包括呈气态的亚硝酸甲酯、亚硝酸甲酯在挥发过程中携带的呈气态的甲醇和硝酸；

水洗装置63，与升温装置62连接，水洗装置63用于将第二气态产物进行水洗，得到第三气态产物；其中，第三气态产物包括亚硝酸甲酯和呈气态的水；

第二冷凝装置64，与水洗装置63连接，第二冷凝装置64用于将第三气态产物进行第二冷凝，得到呈气态的亚硝酸甲酯。

在本实施例中，由于亚硝酸甲酯是具有高利用价值的目标产品，而第一气态产物中除亚硝酸甲酯之外其它产物均可以看做是杂质，因此有必要对第一气态产物中的亚硝酸甲酯进行提纯。例如可以对第一气态产物依次进行第一冷凝、升温、水洗和第二冷凝的方式，来得到纯净的且呈气态的亚硝酸甲酯。也就是说，本实施例通过利用第一气态产物中各气体的熔沸点来实现对亚硝酸甲酯的提纯，这种方式更加简单、容易实现和高效。

此外，由于第一气态产物中的甲醇和硝酸的含量较低(通常低于1％)，因此无需将第一气态产物中的甲醇和硝酸进行回收利用。

在一些实施方式中，第一冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的熔点且小于亚硝酸甲酯的沸点。

在本实施例中，第一冷凝的目的是将第一气态产物的亚硝酸甲酯进行回收，不过由于第一冷凝的温度的限制，得到的第二液态产物除了包括呈液态的亚硝酸甲酯外，还包括呈液态的甲醇和硝酸。因此，第一冷凝的温度只要能够将气态的亚硝酸甲酯变为液态的亚硝酸甲酯即可，即第一冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的熔点(即-17℃)且小于亚硝酸甲酯的沸点(-12℃)。

在一些实施方式中，升温的目标温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于甲醇的沸点。

在本实施例中，升温的目的是将第二液态产物中的亚硝酸甲酯与甲醇和硝酸进行分离，即升温的温度要大于亚硝酸甲酯的沸点，且要同时小于甲醇和硝酸的沸点，而甲醇的沸点为64.7℃，硝酸的沸点为83℃，因此升温的温度要小于甲醇的沸点。

在一些实施方式中，将第二气态产物进行水洗，包括：在升温的目标温度下，将第二气态产物进行水洗。

在本实施例中，由于亚硝酸甲酯在挥发过程中，会将少量的甲醇和硝酸也携带出，因此第二气态产物除了包括亚硝酸甲酯之外，还包括在挥发过程中携带的呈气态的甲醇和硝酸。在升温的目标温度下，通过水洗的方式可以将第二气态产物中的呈气态的甲醇和硝酸去除，从而得到含有水分的亚硝酸甲酯气体，即得到第三气态产物。

在一些实施方式中，第二冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于水的沸点。

在本实施例中，第二冷凝的目的是将第三气态产物的水分和亚硝酸甲酯进行分离，因此第二冷凝的温度可以大于亚硝酸甲酯的沸点(-12℃)，同时也小于水的沸点(即100℃)，这样就可以去除第三气态产物中的水分。其中，在第二冷凝的温度大于0℃且小于100℃，第三气态产物中的水分以液态形式析出；在第二冷凝的温度大于-12℃且小于0℃，第三气态产物中的水分以固态形式析出。

因此，经过上述第一冷凝装置61、升温装置62、水洗装置63和第二冷凝装置64的配合处理之后，就可以得到纯净的且呈气态的亚硝酸甲酯。

请继续参阅图2，在本发明一个实施例中，上述系统还包括：

第一冷凝装置61，与酯化反应器2连接，第一冷凝装置61用于将第一气态产物进行第一冷凝，得到第四气态产物；其中，第四气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和甲烷；

第二混合装置7，分别与第一冷凝装置61和热解装置1连接，第二混合装置7用于将第四气态产物通入亚硝酸钠溶液中，得到硝酸钠溶液和第五气态产物；其中，硝酸钠溶液用于通入硝酸盐体系熔盐中，第五气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

第一催化重整反应器3与第二混合装置7连接，第一催化重整反应器3用于将第五气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整。

在本实施例中，通过对第一气态产物进行第一冷凝，可以得到第四气态产物和第二液态产物，即将第一气态产物中的亚硝酸甲酯、甲醇和硝酸去除，剩余包括一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和甲烷的第四气态产物。

由于随着酯化反应的不断进行，剩余的氧气的含量逐渐增多，氧气含量增多不利于一氧化碳和氢气的反应，即可能会发生爆炸的风险，因此有必要在对一氧化碳和氢气进行第一催化重整之前，需要先去除第四气态产物中的氧气。在本实施例中，可以考虑利用亚硝酸钠溶液进行氧气的去除，这样得到的硝酸钠溶液也可以作为硝酸盐体系熔盐的原料(即可以先对硝酸钠溶液进行干燥得到结晶体，然后将结晶体作为硝酸盐体系熔盐的原料)。

需要说明的是，在进行酯化反应时，也可以通入空气，不过通入空气后，随着酯化反应的不断进行，剩余的氮气的含量会逐渐增多，后续需要对氮气进行分离，否则整个反应体系的压力逐渐增大。而对氮气进行分离又十分困难，因此在进行酯化反应时的氧气来源是氧气储罐而非空气。

请继续参阅图2，在本发明一个实施例中，上述系统还包括：

第二催化重整反应器8，分别与第一催化重整反应器3和热解装置1连接，第二催化重整反应器8用于将水、热解炭以及第五气态产物包括的二氧化碳和甲烷进行第二催化重整，得到呈气态的氢气和一氧化碳；其中，热解炭是通过硝酸盐体系熔盐对生物质进行热解得到的；

第一催化重整反应器3具体用于将呈气态的氢气和一氧化碳进行第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与热解气混合完成酯化反应。

在本实施例中，在经过对第五气态产物的第一催化重整之后，第五气态产物还剩余二氧化碳和甲烷，为了消耗这部分二氧化碳(即响应于碳中和的发展目标)，可以考虑利用对生物质热解得到的热解炭对剩余的二氧化碳和甲烷进行去除。

其中，第二催化重整发生的化学反应为：CH₄+H₂O＝CO+3H₂、CO+H₂O-＝CO₂+H₂、C+CO₂＝2CO。

在一些实施方式中，第二催化重整的反应条件包括：

镍基催化剂、1.5-2.5MPa的反应压力和高于900℃的反应温度。

在一些实施方式中，第一催化重整的反应条件包括：

铜基催化剂和220-280℃的反应温度。

其中，一氧化碳和氢气进行第一催化重整所发生的化学反应为CO+2H₂＝CH₃OH。

在本实施例中，通过将第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整得到呈液态的甲醇，这样就可以继续将呈液态的甲醇与热解气混合后进行酯化反应。

下面对热解装置1的具体结构进行介绍。

图3为本发明一个实施例提供的热解装置的截面示意图；图4为本发明一个实施例提供的热解装置中部分结构在一个视角下的结构示意图；图5为本发明一个实施例提供的热解装置中部分结构在另一个视角下的结构示意图。请参阅图3至图5，本发明一个实施例提供的热解装置1，包括壳体11和螺旋搅拌件12，其中：

壳体11容纳有生物质和熔盐；

螺旋搅拌件12可旋转地设置于壳体11内，螺旋搅拌件12具有螺旋面121，螺旋面121均匀地设置有多个通气孔122，通气孔122用于提供由熔盐热解生物质产生的热解气向上运动的通道；

在螺旋搅拌件12沿顺时针或逆时针中的一者旋转时，生物质在螺旋面121的挤压下，逐渐向下移动以与熔盐充分接触。

在本实施例中，通过在壳体11内设置可选择的螺旋搅拌件12，螺旋搅拌件12具有螺旋面121，这样在螺旋搅拌件12沿顺时针或逆时针中的一者旋转时，生物质在螺旋面121的挤压下，逐渐向下移动以与熔盐充分接触，从而能够有利于生物质和熔盐的充分接触；而且，螺旋面121均匀地设置有多个通气孔122，通气孔122可以提供由熔盐热解生物质产生的热解气向上运动的通道，从而便于将热解气及时从熔盐中排出。

需要说明的是，本发明实施例中螺旋搅拌件12的螺旋面121与普通的搅拌桨的结构并不相同。具体地，前者的螺旋面121是沿竖直方向设置的连续不断且整体呈螺旋的面状结构，而后者只是沿竖直方向设置的间断分布的多个桨叶。其中，前者随着螺旋搅拌件12的旋转，生物质不仅会因为向心运动向下移动，还主要会受到螺旋面121的挤压或作用力而向下运动，而后者只是因为向心运动向下移动。因此，本发明实施例中螺旋搅拌件12的螺旋面121是发明人付出大量脑力劳动想到的。

其次，由于高温熔岩与生物质(例如秸秆)在热解时，会产生大量的热解气，由于上述螺旋面121的特殊构型的原因，这些热解气难以从熔盐中排出。为了解决该技术问题，可以在螺旋面121上均匀地开设多个通气孔122(请参见图4和图5)。

在本发明一个实施例中，热解装置1还包括滤网13，滤网13设置于壳体11的内壁上；

在利用熔盐完成对生物质的热解时，螺旋搅拌件12沿顺时针或逆时针中的另一者旋转，以利用螺旋面121带动生物质热解后的灰渣、热解炭和熔盐向上移动至滤网13；

滤网13用于将灰渣、热解炭隔挡以及将熔盐过滤。

在本实施例中，通过设置滤网13，可以实现熔盐的回收再利用；进一步地，通过在壳体11的内壁上设置滤网13，可以使得熔盐在壳体11内就能实现回收再利用。

需要说明的是，正是因为螺旋面121的特殊构型，因此可以通过利用螺旋搅拌件12的反转(此处规定在热解时螺旋搅拌件12旋转的方向为正转)，实现灰渣、热解炭和熔盐的向上移动。为了避免灰渣、热解炭会从通气孔122漏下，因此可以设置通气孔122的开孔率和孔径处于合适的范围，以使热解气能够通过通气孔122向上排出以及使灰渣、热解炭不致漏下过多，在此本发明实施例对通气孔122的开孔率和孔径的具体数值范围不进行具体限定。

在本发明一个实施例中，热解装置1还包括：

进料组件14，固定于壳体11的侧壁上，进料组件14用于将生物质送入壳体11内；

万向节15，分别与进料组件14和螺旋搅拌件12连接，在进料组件14的带动下，通过万向节15的传动使得螺旋搅拌件12旋转。

在本实施例中，通过设置进料组件14和万向节15，可以使进料组件14在完成进料的同时，还能带动螺旋搅拌件12旋转，这样整体结构更加简单紧凑。

可以理解的是，螺旋搅拌件12也可以直接与外部的电机连接，生物质可以直接通过壳体11的顶部开口倒入壳体11内，而通过设置进料组件14和万向节15，可以使得整体结构更加紧凑。

请参见图3和图6，在本发明一个实施例中，滤网13设置有安装缺口131，安装缺口131用于在向壳体11的内壁安装滤网13时，避免滤网13与进料组件14产生干涉。

在本实施例中，由于在滤网13完成对灰渣、热解炭和熔盐的分离之后，灰渣、热解炭会堆积在滤网13内，进料组件14、万向节15和螺旋搅拌件12都不会从壳体11中拆除，因此为了方便滤网13的拆除，需要滤网13和这几个部件不产生干涉。而由于滤网13位于万向节15和螺旋搅拌件12的外部，因此和这两个部件不产生干涉，而进料组件14由于是从壳体11的侧壁向壳体11的中心连接，因此滤网13不能做成环形构型(即整周的构型)，而是应当做成有缺口的构型(即弧形的构型)。即，需要使得滤网13具有安装缺口131，以方便滤网13的拆除，当然也方便滤网13的下次安装。

在一些实施方式中，滤网13为半圆形构型，只要保证安装缺口131能够避免与进料组件14产生干涉即可。具体地，保证安装缺口131能够避免与进料组件14的进料管142产生干涉即可。

在本发明一个实施例中，进料组件14包括电机(图中未示出)、料斗(图中未示出)、进料管142和绞龙143，进料管142连接于料斗的下方，绞龙143设置于进料管142内，进料管142固定于壳体11的侧壁上，进料管142位于壳体11内的部分设置有出料口142a；

绞龙143的一端与电机连接，另一端与万向节15连接，绞龙143的外周设置有螺旋刀片143a，螺旋刀片143a用于对生物质进行粉碎。

在本实施例中，通过设置绞龙143可以保证生物质由料斗进入壳体11的过程中便能完成粉碎的目的。

需要说明的是，图3示出的进料管142相对于水平面为平行设置，图5示出的进料管142相对于水平面为倾斜设置，在此本发明实施例对进料管142的具体设置方式不进行具体限定，即既可以相对于水平面为平行设置，又可以相对于水平面为倾斜设置。而当进料管142相对于水平面为平行设置时，绞龙143仍然可以通过万向节15与螺旋搅拌件12连接。

请参阅图4和图5，在本发明一个实施例中，热解装置1还包括固定件16(需要说明的是，固定件16在图3中并未示出)，固定件16固定在壳体11的内壁上，固定件16与万向节15固定。

在本实施例中，为了保证万向节15的稳定性，可以设置固定件16将万向节15和壳体11建立固定关系，即固定件16的中间部位与万向节15固定，两端与壳体11的侧壁固定。

在本发明一个实施例中，螺旋面121的边缘还设置有挡板123，挡板123用于配合螺旋面121，以带动生物质热解后的灰渣、热解炭和熔盐向上移动。

在本实施例中，通过设置挡板123，可以有利于配合螺旋面121来带动生物质热解后的灰渣、热解炭和熔盐向上移动，这样有利于提高灰渣、热解炭和熔盐分离的速率。如果不设置挡板123，熔盐和灰渣、热解炭可能从螺旋面121和壳体11的内壁之间的缝隙漏下，由此可知不设置挡板123不利于带动灰渣、热解炭和熔盐向上移动。

请继续参见图3，在本发明一个实施例中，壳体11的顶部设置有可拆卸的密封盖111，密封盖111设置有出气口112，出气口112用于将产生的热解气排出壳体11。

在本实施例中，通过设置密封盖111以及在密封盖111上设置出气口112，有利于将产生的热解气进行后续的处理。

请继续参见图3，在本发明一个实施例中，壳体11的底部设置有出盐口113，出盐口113用于将完成热解的熔盐排出壳体11。

在本实施例中，通过设置出盐口113，有利于对完成热解和与灰渣、热解炭分离的熔盐进行回收利用，以进一步除杂后形成新的可重复利用的熔盐。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种生物质热解气的处理系统，其特征在于，包括：

热解装置(1)，包括壳体(11)和螺旋搅拌件(12)，所述壳体(11)内容纳有生物质和硝酸盐体系熔盐，所述螺旋搅拌件(12)可旋转地设置于所述壳体(11)内，所述热解装置(1)用于利用所述硝酸盐体系熔盐对所述生物质进行热解，得到热解气；其中，所述热解气包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

酯化反应器(2)，与所述热解装置(1)连接，所述酯化反应器(2)用于将所述热解气、氧气和甲醇进行酯化反应，得到第一液态产物和第一气态产物；其中，所述第一液态产物包括甲醇、硝酸和水，所述第一气态产物包括亚硝酸甲酯、一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

第一催化重整反应器(3)，与所述酯化反应器(2)连接，所述第一催化重整反应器(3)用于将所述第一气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与所述热解气混合后进行酯化反应。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

蒸馏装置(4)，与所述酯化反应器(2)连接，所述蒸馏装置(4)用于将所述第二液态产物进行蒸馏后得到呈气态的甲醇，以将呈气态的甲醇与所述热解气混合后进行酯化反应。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

第一混合装置(5)，分别与所述蒸馏装置(4)和所述热解装置(1)连接，所述第一混合装置(5)用于将蒸馏后剩余的硝酸和水共同与氢氧化钠溶液进行混合后得到硝酸钠溶液，以将所述硝酸钠溶液通入所述硝酸盐体系熔盐中。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述蒸馏的温度大于甲醇的沸点且小于硝酸的沸点。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一气态产物中还包括所述亚硝酸甲酯在挥发过程中携带的呈气态的甲醇、硝酸和水；

还包括：

第一冷凝装置(61)，与所述酯化反应器(2)连接，所述第一冷凝装置(61)用于将所述第一气态产物进行第一冷凝，得到第二液态产物；其中，所述第二液态产物包括亚硝酸甲酯、甲醇和硝酸；

升温装置(62)，与所述冷凝装置连接，所述升温装置(62)用于将所述第二液态产物进行升温，得到第三液态产物和第二气态产物；其中，所述第三液态产物包括甲醇和硝酸，所述第二气态产物包括呈气态的亚硝酸甲酯、所述亚硝酸甲酯在挥发过程中携带的呈气态的甲醇和硝酸；

水洗装置(63)，与所述升温装置(62)连接，所述水洗装置(63)用于将所述第二气态产物进行水洗，得到第三气态产物；其中，所述第三气态产物包括亚硝酸甲酯和呈气态的水；

第二冷凝装置(64)，与所述水洗装置(63)连接，所述第二冷凝装置(64)用于将所述第三气态产物进行第二冷凝，得到呈气态的亚硝酸甲酯。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的熔点且小于亚硝酸甲酯的沸点；

和/或，

所述升温的目标温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于甲醇的沸点；

和/或，

所述将所述第二气态产物进行水洗，包括：在所述升温的目标温度下，将所述第二气态产物进行水洗；

和/或，

所述第二冷凝的温度大于亚硝酸甲酯的沸点且小于水的沸点。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

第一冷凝装置(61)，与所述酯化反应器(2)连接，所述第一冷凝装置(61)用于将所述第一气态产物进行第一冷凝，得到第四气态产物；其中，所述第四气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和甲烷；

第二混合装置(7)，分别与所述第一冷凝装置(61)和所述热解装置(1)连接，所述第二混合装置(7)用于将所述第四气态产物通入亚硝酸钠溶液中，得到硝酸钠溶液和第五气态产物；其中，所述硝酸钠溶液用于通入所述硝酸盐体系熔盐中，所述第五气态产物包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷；

所述第一催化重整反应器(3)与所述第二混合装置(7)连接，所述第一催化重整反应器(3)用于将所述第五气态产物包括的一氧化碳和氢气进行第一催化重整。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

第二催化重整反应器(8)，分别与所述第一催化重整反应器(3)和所述热解装置(1)连接，所述第二催化重整反应器(8)用于将水、热解炭以及所述第五气态产物包括的二氧化碳和甲烷进行第二催化重整，得到呈气态的氢气和一氧化碳；其中，所述热解炭是通过所述硝酸盐体系熔盐对所述生物质进行热解得到的；

所述第一催化重整反应器(3)具体用于将呈气态的氢气和一氧化碳进行所述第一催化重整后得到呈液态的甲醇，以将呈液态的甲醇与所述热解气混合完成酯化反应。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二催化重整的反应条件包括：

镍基催化剂、1.5-2.5MPa的反应压力和高于900℃的反应温度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一催化重整的反应条件包括：

铜基催化剂和220-280℃的反应温度。

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