[发明专利]废弃物轴向中高温催化裂解三相合成一步生成反应装置

说明书

本发明公开废弃物轴向中高温催化裂解三相合成一步生成反应装置，所述反应器装置的上方设有加料装置、蒸汽包和气液分离装置；所述加料装置的下料出口与所述反应器装置的物料入口连接；所述加料装置的入料口与所述混配输送装置的混配料出口连接；所述蒸汽包分别接入混配输送装置和气液分离装置；所述气液分离装置的底端设有气相产品收集出口，所述气相产品收集出口安装于所述反应器装置的顶端；所述气液分离装置的脱液烟气抽出口与所述净化催化装置的进口相连。本发明用生物质废弃物(市政、农林业废弃物)代替石化天然气，脱离了石化天然气资源的限制，对绿色能源转型中成为绿色清洁高效利用的新动能，改善大气污染状况，减少二氧化碳排放。

技术领域

本发明属于生物能源可再生高效利用技术领域，特别涉及废弃物轴向中高温催化裂解三相合成一步生成反应装置。

背景技术

能源与环境问题,已成为21世纪制约人类社会进步和发展的关键问题,开发清洁、高效的新能源已成为世界各国研究的重点项目，生物质能是唯一一种可以转化为气体、固体以及液体燃料的、实现替代石化能源的“多功能型”可再生能源，符合国内发展重大战略需求。目前，生物质通过在传统的小型化流化床气化反应器试验室装置上进行制氢方法已经得到理论验证和实验验证，其转化效率也是比较高的。但国内属于实际应用的大、中型连续高效热解生物质能利用技术装备系统进行大规模工业化生产的尚许不足。

中国具有丰富的农业作物秸秆资源和森林资源，充分利用是消减CO2降低温室气体效应最有效的措施之一。据统计，农作物秸秆年产量每年6亿吨左右，约折合3亿吨标煤，农业剩余物(废弃物)约1.5亿吨。如何高效综合利用农作物秸秆、林业剩余物(废弃物)等生物质能已成为各国研究的重要课题。

农业废弃物、水生植物、城市农林植物、秸秆是一种碳中性能源。直接还田有利有弊：目前，最普遍的处理方法是直接还田——把农业废弃物、水生植物、城市农林植物、秸秆沤作土壤肥料。但是，适当还田能够增加增加土壤有机质和微生物含量，提高保水保肥、透气透光的能力，有利于农作物生长和农产品质量，直接还田的负面性也会随时间逐渐显现，一方面，秸秆在田里没有腐熟的时间和过程，秸秆中的病菌、虫卵、草籽一并埋入农田，导致病虫害几率扩大，增加防治难度。

生物质成型催化裂解成燃料技术属于可再生能源，可作为一种替代燃料是最佳的利用方式。

褐煤是一种易燃的化石燃料，国内储量丰富，已探明的保有储量1300亿吨，占国内煤炭储量的13％，大部分用于电厂直接参与燃烧会造成污染环境，同时由于其含有20～50％的水分，燃烧中水分消耗了大量的热能，电厂热效率较低。生物质与煤以一定比例掺混成型催化裂解成燃料过程中可以用作替代高污染燃煤，具有资源丰富、可再生性、硫含量低、污染小、分布广、储量大、转化方便等特点，是一种可持续发展的清洁能源和战略能源，是未来减碳的主要形式之一。

生物质/煤在许多方面有互补性，共同将其转化为富氢生物燃气清洁能源，具有气态产物中氢气含量高、无需将原料进行干燥，不会造成二次污染等优点，是国内的经济转型升级、能源结构优化和空气质量改善，引领能源结构向绿色转型，实现石化能源全替代的“多功能型”可再生能源，很适合未来中国经济发展的需要，具有良好的市场应用发展前景，生物质废弃物高温热分解，气、碳、油一步联产生成技术就是借此背景下开发的，是生物质废弃物高效、清洁再利用的升级替代产品。

因此，以现有的背景技术出发，本发明旨在通过废弃的生物质/煤的协同作用快速热解获得“多功能型”可再生能源产品——富氢生物气、生物碳和少量的生物油，作为未来生产低成本的还原铁粉的还原剂以及农场、林场的生物质燃料电池——燃气轮机混合动力系统分布式供能。独创整合出一种生物质废弃物轴向中、高温催化裂解三相合成(气-碳-液)一步生成反应装置及系统，在能源转型中成为绿色清洁高效利用的“新的动能”，为改善大气污染状况，真正的实现CO2零排放具有重大的现实意义”。

发明内容