[发明专利]一种生物质气化制备氢气的方法及系统

权利要求书

1.一种生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，在生物质气化制备氢气的系统中进行，所述生物质气化制备氢气的系统包括：

发生装置；

与所述发生装置的顶部气体出口连通的气固分离系统；

与所述发生装置的底部排渣出口和/或所述气固分离系统连通的催化剂形成系统；

与所述气固分离系统和所述催化剂形成系统连通的反应装置；

与所述反应装置连通的分离处理系统；

所述方法包括：

使生物质与气化剂在发生装置中发生气化反应，得到生物质灰渣和含尘的含氢粗煤气；

将所述含尘的含氢粗煤气在气固分离系统中进行气固分离，得到生物质飞灰和含氢粗煤气；

将所述生物质灰渣和/或所述生物质飞灰在催化剂形成系统中进行处理，得到催化剂；其中，所述生物质灰渣和/或所述生物质飞灰含有残炭；

在反应装置中，使所述含氢粗煤气在所述催化剂作用下与水蒸气进行反应，得到气体产物；所述气体产物包括：氢气、水蒸气和酸性气体；

将所述气体产物在分离处理系统中进行分离处理，得到氢气。

2.根据权利要求1所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述将所述生物质灰渣和/或所述生物质飞灰在催化剂形成系统中进行处理，得到催化剂的步骤包括：

对所述生物质灰渣和/或所述生物质飞灰进行成型处理，得到成型载体；

对所述成型载体进行处理，得到催化剂。

3.根据权利要求2所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述对所述成型载体进行处理，得到催化剂的步骤包括：

使所述成型载体与催化剂活性组分进行混合，得到预催化剂；

对所述预催化剂依次进行干燥处理、焙烧处理，得到催化剂。

4.根据权利要求3所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述使所述成型载体与催化剂活性组分进行混合，得到预催化剂的步骤包括：

将催化剂活性组分制备成水溶液负载到所述成型载体上，得到预催化剂；

或者，

将催化剂活性组分通过共沉淀的制备方法负载到所述成型载体上，得到预催化剂。

5.根据权利要求4所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，

所述催化剂活性组分包括：碱金属氧化物、碱土金属氧化物、可溶性盐、过渡金属氧化物中的至少一种；

其中，当所述催化剂活性组分包括多种时，所述催化剂活性组分为多种的混合组分和/或多种的熔融盐。

6.根据权利要求3所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，

所述干燥处理的温度为110-150℃；

所述焙烧处理的温度为200-400℃。

7.根据权利要求2所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，得到的所述成型载体的耐压强度为5-20MPa、粒度为5-50mm。

8.根据权利要求1所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述在反应装置中，使所述含氢粗煤气与所述催化剂、水蒸气进行反应，得到气体产物的步骤之前，所述方法还包括：

将所述催化剂装填到所述反应装置的床层中，得到催化剂床层；

通过预热介质对所述催化剂床层进行煅烧预热处理；

所述在反应装置中，使所述含氢粗煤气与所述催化剂、水蒸气进行反应，得到气体产物的步骤包括：

使所述含氢粗煤气与经过所述煅烧预热处理后的催化剂床层、水蒸气进行反应，得到气体产物。

9.根据权利要求8所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述煅烧预热处理的温度为600-800℃。

10.根据权利要求1所述的生物质气化制备氢气的方法，其特征在于，所述在反应装置中，使含氢粗煤气与所述催化剂、水蒸气进行反应时，催化剂床层空速为100-300kg/(m³.h)。