[发明专利]一种生物质制合成气方法及其所采用的系统

权利要求书

1.一种生物质制合成气的方法，其特征在于，按如下步骤实施：

（1）将经过预处理的生物质原料送入微波热解反应器中进行反应，得到热解挥发性组分和热解固相物料；

（2）将步骤（1）所得热解固相物料中大颗粒热解固相物料送入生物焦气化器，在活化剂作用下，得到生物炭产品和粗合成气；

（3）将步骤（1）所得热解挥发性组分和小颗粒热解固相物料以及步骤（2）所得粗合成气送入焦油裂解器，在工作气体作用下，进行脱焦油处理和碳氢小分子的重整反应，制得目的产物生物质合成气。

2.根据权利要求1所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（1）中预处理过程：所述步骤（1）中预处理过程：经过晾干的生物质在高温气流作用下加热至120～220℃，保温时间1～10分钟，然后冷却并粉碎至5mm以下，再于10～20MPa条件下物理挤压成型，即得生物质原料；所述微波热解反应器的反应温度为300～800℃；反应时间5～30分钟；所述微波热解反应器的反应温度为600～900℃；反应时间5～20分钟。

3.根据权利要求2所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（3）中通入碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸钾、乙酸钠、甲酸钠、甲酸钾等的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求3所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（3）中工作气体为水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氧气中的一种或两种以上的混合物；所述流量控制在0.1～1m³/h。

5.根据权利要求4所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（2）中活化剂为甲酸、乙酸、草酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁二酸、丁二酸酐、戊二酸、己二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、苯甲酸、对苯二甲酸、苯六甲酸、水杨酸、咖啡酸或苦味酸中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求5所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（3）气化反应中通入碳酸钾；所述碳酸钾与工作气体的质量比为0.005～0.05:1。

7.根据权利要求6所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（2）气化反应中通入步骤（1）所述预处理产生的预热气体；流量控制在0.5～2m³/h；所述预热气体与活化剂的质量比为0.1～1:1。

8.根据权利要求7所述的生物质制合成气的方法，其特征在于：所述步骤（2）中生物焦气化器的反应温度为600～900℃；反应时间10～30分钟；所述步骤（3）中焦油裂解器的反应温度为800～1100℃；反应时间5～10分钟。

9.根据权利要求1～8任一所述生物质制合成气方法所采用的系统，其特征在于：包括生物质料仓（1）、微波热解反应器（2）、焦油裂解器（8）、生物焦气化器（4）及气固分离器（12）；

所述生物质料仓（1）的出料口与微波热解反应器（2）的入料口相通；所述焦油裂解器（8）的入料口与微波热解反应器（2）的热解挥发性组分及小颗粒热解固相物料出口相通；所述生物焦气化器（4）的入料口与微波热解反应器（2）的大颗粒热解固相物料出口相通；所述焦油裂解器（8）的气相物料出口与气固分离器（12）的入口相通；

在所述焦油裂解器（8）上部区域固定设有工作气体入口；

在所述生物焦气化器（4）的中部区域固定设有活化剂进口；在所述生物焦气化器（4）的下部，于颗粒生物炭出料口处横向设有电动炉蓖I（7）；在所述电动炉蓖I（7）上设有生物炭螺旋出料机构（6）。

10.根据权利要求9所述生物质制合成气方法所采用的系统，其特征在于：所述微波热解反应器（2）采用水平卧式移动床反应器，内设物料输送螺旋机构（3）；所述生物焦气化器（4）与焦油裂解器（8）均采用纵向移动床反应器。