[发明专利]利用包含海藻的生物质制备合成气的方法及其所采用的设备

权利要求书

1.一种利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于，按如下步骤实施：

（1）经预处理的海藻及农林生物质原料依次分别在微波热解反应段Ⅰ及微波热解反应段Ⅱ进行热解；其中海藻热解产生气态挥发份Ⅰ及海藻焦Ⅰ；农林生物质原料产生气态挥发份Ⅱ及生物炭；

（2）海藻焦Ⅰ接续进入微波定向气化段；

（3）气态挥发份Ⅰ及气态挥发份Ⅱ经合流后与工作气体一起进入步骤（2）所述微波定向气化段进行气化反应后，即得目标产物合成气。

2.根据权利要求1所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：步骤（3）所述工作气体为二氧化碳、水蒸气、氧气和空气中的一种或两种以上的混合物；流量控制在0.2～2m³/h。

3.根据权利要求2所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：所述微波热解反应段Ⅰ的反应温度为400～800℃；反应时间5～10分钟；微波功率密度0.5×10⁵～5×10⁵W/m³。

4.根据权利要求3所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：所述微波热解反应段Ⅱ的反应温度为400～800℃；反应时间5～10分钟；微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

5.根据权利要求4所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：步骤（3）所述气化反应条件为：气化温度为800～1000℃；气化时间5～20分钟；微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

6.根据权利要求5所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：步骤（1）所述海藻与农林生物质原料质量比为1：0.1～0.6。

7.根据权利要求6所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法，其特征在于：从微波热解反应段Ⅱ底部排出的生物炭分两路，一路回用与农林生物质原料混合进行微波热解；另一路直接作为生物炭产品；从微波定向气化段底部排出的海藻焦Ⅱ分两路，一路返还至微波热解反应段Ⅰ与海藻混合进行微波热解；另一路通过燃烧处理满足设备热量需要。

8.一种如权利要求1～7任一所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法所采用的设备，其特征在于：包括微波热解反应段Ⅰ（2）、微波热解反应段Ⅱ（8）及微波定向气化段（15）；所述微波热解反应段Ⅰ（2）底部海藻焦出料口与微波定向气化段（15）顶部的海藻焦入料口相通；所述微波热解反应段Ⅱ（8）的热解气体出口Ⅱ（9）及微波热解反应段Ⅰ（2）底部热解气体出口Ⅰ（3）分别与微波定向气化段（15）的热解气体进口（14）相通；在所述微波定向气化段（15）上部设有合成气体出口（16）。

9.根据权利要求8所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法所采用的设备，其特征在于：在所述微波热解反应段Ⅱ（8）上固定设有气固分离器（10）；所述气固分离器（10）的气固分离器固体出口（12）与微波热解反应段Ⅱ（8）内腔相通；所述热解气体出口Ⅱ（9）与气固分离器（10）的入气口相通；所述气固分离器（10）出气口及热解气体出口Ⅰ（3）与热解气体进口（14）相通。

10.根据权利要求9所述的利用包含海藻的生物质制备合成气的方法所采用的设备，其特征在于：所述微波热解反应段Ⅰ（2）底部呈锥型结构；在热解气体出口Ⅰ（3）处设有气固分离机构；所述气固分离机构包括第一级竖直挡板（401）、第二级挡板（402）及筛板（5）；所述第一级竖直挡板（401）与底部斜边Y的竖直缝隙距离a=5～10mm；所述第二级挡板（402）与上部平边X的竖直缝隙距离b=10～20mm；所述筛板（5）与底部平边Z的夹角r=15～45°；所述筛板（5）孔径为2～6mm。