[发明专利]一种生物质微波气化利用方法及系统

权利要求书

1.一种生物质微波气化利用方法，所述方法包括如下内容：

（1）生物质原料与添加剂进入微波热解反应器进行热解反应，反应后得到热解挥发性组分和热解固相物料；

（2）步骤（1）得到的热解挥发性组分经气固分离后得到第一气相物料和固相物料；

（3）步骤（2）得到的第一气相物料和步骤（1）得到的热解固相物料进入微波气化反应器，在气化气存在条件下进行反应，反应后得到的气相产物经气固分离后得到合成气；

（4）步骤（3）得到的合成气进入载氧体还原反应器，与反应器中的载氧体进行反应后得到还原态载氧体和第二气相物料；

（5）步骤（4）得到还原态载氧体进入载氧体再生器，与水蒸气接触进行反应，反应后得到氢气和氧化态载氧体，其中得到的氧化态载氧体循环回载氧体还原反应器循环使用；

其中，步骤（4）中得到的第二气相物料循环回微波气化反应器使用；步骤（4）中得到的第二气相物料作为氧化态载氧体循环回载氧体还原反应器的输送载气使用，将步骤（5）得到的氧化态载氧体和步骤（4）得到的第二气相物料进入提升管，并经提升管上端的气固分离器分离后，氧化态载氧体循环回载氧体还原反应器循环使用，第二气相物料循环回微波气化反应器使用；

步骤（1）中所述添加剂包括组分A、组分B和微波吸收剂；所述组分A为含钙化合物、所述组分B为铁和/或含铁化合物；

步骤（4）中所述载氧体包括组分A1、组分B1和组分C，所述组分A1为氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化镍、氧化镧、氧化铈中的一种或几种；所述组分B1为氧化钛、氧化锆、氧化硅中的一种或几种；所述组分C为氧化铝、氧化钙、氧化镁中的一种或几种；所述载氧体通过分步沉淀的方法进行制备，具体过程如下：将组分B1的盐溶液与组分C混合，混合均匀后将过量的尿素溶液滴加到混合溶液中进行共沉淀反应，反应为2～4小时后再将组分A1的盐溶液通过并流滴加的方式加入，继续进行共沉淀反应2～4小时，反应结束后经分离、洗涤、干燥和焙烧得到载氧体。

2.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：以添加剂的总重量为基准，所述组分A的含量为10～30%，所述组分B的含量为10～30%，所述微波吸收剂的含量为40～60%。

3.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：所述组分A为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、草酸钙、乙酸钙、贝壳中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：所述组分B中含铁化合物为氧化铁、四氧化三铁、氧化亚铁、氢氧化铁、碳酸铁、碱式碳酸铁、铁矿石、铁基橄榄石、铁基白云石中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：所述微波吸收剂为生物焦、活性炭、石墨、碳化硅、氮化硅、钛酸钡中的一种或几种。

6.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：步骤（1）中生物质原料与添加剂混合后研磨至0.02~0.2mm进入微波热解反应器。

7.按照权利要求6所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：步骤（1）中生物质原料与添加剂经预处理后进入微波热解反应器，所述预处理为将研磨的生物质原料、添加剂、水混合均匀，在5～10MPa条件下直接通过物理挤压的方式得到生物质压缩颗粒料，所述生物质压缩颗粒料最大尺寸不超过20mm。

8.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：步骤（1）中生物质原料与添加剂质量比1：0.05~0.2。

9.按照权利要求1所述的生物质微波气化利用方法，其特征在于：步骤（1）中所述微波热解反应器中反应条件为：热解温度为600～800℃，热解时间为10～30分钟，微波功率密度为0.2×10⁵～2×10⁵W/m³。