[发明专利]一种双流化床生物质热解气化制备氢气的装置和方法

说明书

本发明提供一种双流化床生物质热解气化制备氢气的装置及方法，包括：双流化床包括流化床热解炉、流化床燃烧炉，所述流化床热解炉包括热解炉提升管，热解炉提升管后端连接有热解炉旋风分离器，热解炉旋风分离器上部连接变换反应器，同时下部连接至热解炉返料阀，热解炉返料阀另一出口与流化床燃烧炉连接，所述流化床燃烧炉包括燃烧炉提升管；热解炉返料阀另一出口与燃烧炉提升管底部相连；燃烧炉提升管中部设载氧体旋风分离器，顶部设CO₂吸收剂旋风分离器；本发明制备过程中无需纯氧作为气化剂，系统仅需要补充空气作为气化即可以满足生产需求，生产成本低廉，且热解炉不使用空气进行流化，其生物质燃气中的有效组分含量高。

技术领域

本发明涉及生物质利用技术领域，具体为一种双流化床生物质热解气化制备氢气的装置和方法。

背景技术

随着新能源的开发和利用，氢能由于其安全、环保、高能等特点，使得其逐渐被各行业使用。目前常见的制氢方式：电解水制氢、化石能源制氢或其他生产中间工艺气制氢，由于氢能是二次能源，常见的制氢方式还是较为依赖传统能源，如：石油、煤(电解工艺的电极、煤制氢等)或电能(由于全球电能的主要来源依然是化石能源转化)。

而生物质资源作为储量巨大的可再生能源，在目前日益成熟的生物质热解气化工艺工业化基础下，通过热化学转化的工艺将生物质资源变成氢能等高效清洁能源，是技术发展的方向，同时也能够解决我国现有的农林废弃物造成的环境污染问题。因此，需要一种新型的制氢方式，将生物质转变为氢能，提高生物质的利用价值，并解决现有制氢方式对于传统能源的依赖。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种双流化床生物质热解气化制备氢气的装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种双流化床生物质热解气化制备氢气的装置，包括：双流化床包括流化床热解炉、流化床燃烧炉，所述流化床热解炉包括热解炉提升管，热解炉提升管后端连接有热解炉旋风分离器，热解炉旋风分离器上部连接变换反应器，同时下部连接至热解炉返料阀，热解炉返料阀另一出口与流化床燃烧炉连接，所述流化床燃烧炉包括燃烧炉提升管；热解炉返料阀另一出口与燃烧炉提升管底部相连；燃烧炉提升管中部设载氧体旋风分离器，顶部设CO₂吸收剂旋风分离器；载氧体旋风分离器下端连接至载氧体返料阀，上端与CO₂吸收剂旋风分离器相连；载氧体返料阀另一端与热解炉提升管下部相连；CO₂吸收剂旋风分离器下端连接至CO₂吸收剂返料阀，CO₂吸收剂返料阀另一端与热解炉提升管下部相连；CO₂吸收剂旋风分离器203上端出口连接至分离冷却装置。

进一步地，所述分离冷却装置导航连接有蒸汽过热器；蒸汽过热器另一侧连接至连接变换反应器；蒸汽过热器同时设有出口与热解炉旋风分离器上部和增压风机连接；增压风机另一侧与热解炉提升管底部相连；变换反应器同时设有接口连接至气体分离器。

进一步地，所述气体分离器分二氧化碳出口连接至热解炉返料阀、载氧体返料阀、CO₂吸收剂返料阀。

进一步地，所述燃烧炉提升管中部设有扩大段，且设有二次配风端口。

一种双流化床生物质热解气化制备氢气的方法，包括以下步骤：

1)生物质原料加入热解炉提升管中，与其中的高温载氧体、热燃气发生热解及气化反应，产生半焦及热解气，热解气进一步与热解炉提升管中部加入的CO₂吸收剂反应，热解气携带半焦、载氧体、CO₂吸收剂，在热解炉旋风分离器进行分离，半焦、载氧体、CO₂吸收剂进入热解炉返料阀，热解气进入连接变换反应器；