[发明专利]生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的系统

权利要求书

1.生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的系统，其特征在于，该系统包括依次相连的生物质原位催化热解多联产子系统、热解挥发分在线催化提质子系统、不可凝气体催化重整子系统、及生物炭活化氨化改性子系统，其中，

所述生物质原位催化热解多联产子系统用于对生物质进行原位催化热解，得到热解挥发分和生物炭产品；

所述热解挥发分在线催化提质子系统用于将所述生物质原位催化热解多联产子系统产生的热解挥发分进行多级在线催化提质，并进行多级冷却及分离提纯，以得到酚类化学品和芳烃液体燃料；该冷却过程中不能够冷凝下来的气体，即不可凝气体进入所述不可凝气体催化重整子系统；

所述不可凝气体催化重整子系统用于将所述不可凝气体进行多级催化重整，促进其甲烷化反应，以得到富甲烷气体燃料；

所述生物炭活化氨化改性子系统用于将从所述生物质原位催化热解多联产子系统产生的生物炭产品在活化剂和氨气共同存在条件下，进行氨化活化改性，并经过冷却后得到多孔掺氮炭材料；其中，所述活化剂为CH₃COOK、FeCl₃；

并且，所述生物质原位催化热解多联产子系统包括依次相连的生物质给料仓(1)、生物质原位催化热解反应器(2)以及气固分离器(3)，

工作时，生物质和生物炭催化剂经所述生物质给料仓(1)进入所述生物质原位催化热解反应器(2)，在生物炭催化剂作用下，生物质发生热解反应，生成的热解挥发分和生物炭产品进入所述气固分离器(3)进行气固分离；

所述热解挥发分在线催化提质子系统包括依次连通的挥发分催化提质炉(4)、多级冷凝器(6)和液体油分离器(7)，以及置于所述挥发分催化提质炉(4)内的多级催化提质床(5)，

工作时，所述气固分离器(3)分离出来的热解挥发分进入所述挥发分催化提质炉(4)，流经布置有掺氮炭催化剂的多级催化提质床(5)，热解挥发分被催化提质，再进入所述多级冷凝器(6)冷却后，得到不可凝气体和液体油产品，液体油产品进入所述液体油分离器(7)进行分离提纯，得到酚类化学品和芳烃液体燃料；

所述不可凝气体催化重整子系统包括气体催化重整炉(8)和置于所述气体催化重整炉(8)内的多级催化重整床(9)，

工作时，所述多级冷凝器(6)导出的不可凝气体进入所述气体催化重整炉(8)，流经布置有负载活性金属掺氮炭催化剂的多级催化重整床(9)，不可凝气体发生充分甲烷化重整反应，促进二氧化碳、一氧化碳、氢气向甲烷转化，得到富甲烷气体燃料。

2.根据权利要求1所述的生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的系统，其特征在于，所述生物质原位催化热解多联产子系统还包括依次相连的氮气进气管(10)、氮气换热器(11)和高温氮气导入管(14)，

工作时，载气氮气经所述氮气进气管(10)进入所述氮气换热器(11)内，加热后变为高温氮气，经所述高温氮气导入管(14)送入所述生物质原位催化热解反应器(2)内，为生物质原位催化热解反应提供热量。

3.根据权利要求1所述的生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的系统，其特征在于，所述生物炭活化氨化改性子系统包括依次连通的生物炭导入管(15)、活化剂导入管(16)、生物炭活化氨化改性绞龙(17)、高温氨气导入管(19)及氨气换热器(20)，

工作时，所述气固分离器(3)分离出来的部分生物炭产品经所述生物炭导入管(15)进入所述生物炭活化氨化改性绞龙(17)内，活化剂经所述活化剂导入管(16)进入所述生物炭活化氨化改性绞龙(17)内，经所述氨气换热器(20)加热后的高温氨气经所述高温氨气导入管(19)导入所述生物炭活化氨化改性绞龙(17)内，生物炭在高温氨气和活化剂共同作用下，发生造孔掺氮反应，形成掺氮炭材料。

4.根据权利要求3所述的生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的系统，其特征在于，所述生物炭活化氨化改性子系统还包括相互连通的掺氮炭传输管(18)和掺氮炭冷却绞龙(12)，

工作时，所述生物炭活化氨化改性绞龙(17)产生的掺氮炭材料经所述掺氮炭传输管(18)进入所述掺氮炭冷却绞龙(12)内，进行充分冷却，得到多孔掺氮炭材料。