[发明专利]一种生物质热解气化耦合制合成气的方法及其所采用的系统

说明书

本发明属生物质能源领域，尤其涉及一种生物质热解气化耦合制合成气的方法及其所采用的系统，包括如下步骤：（1）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）将热解固相物料送入气化反应器与活化剂接触进行气化反应，得到粗合成气和生物炭；（3）将热解挥发性组分与粗合成气合流，从一个方向进入气体重整变换器；将生物炭从另一个方向送入气体重整变换器，制得目的产物。本发明所采用系统包括生物质料仓（1）、微波热解反应器（2）、气化反应器（3）、气体重整变换器（8）及气固分离器（12）。本发明有利于气固两相充分反应，可显著降低生物质制合成气工艺成本，目的产物品质高。

技术领域

本发明属生物质能源领域，尤其涉及一种生物质热解气化耦合制合成气的方法及其所采用的系统。

背景技术

生物质能源由于其原料低廉量大范围广等优点，日益成为替代传统石化能源的重要途径。利用生物质制备能够用于交通运输用的高品质燃料一直是重点研究目标。目前将生物质直接通过热解的方式得到的热解油普遍存在组成复杂和性质稳定性差的问题，严重影响生物油的精制和应用。将生物质先转化成合成气再通过费托合成制备生物质合成油的方法，不仅能够克服热解油存在的瓶颈问题，而且能够生产出性质接近常规汽柴油的生物质燃料，极具发展前景，但在实际的应用中，生物质合成气的低氢碳比以及携带的焦油灰分等杂质都会干扰生物质合成油的制备，如何提高生物质合成气的品质是实现该技术的核心。

生物质合成气的制备通常采用气化和热解两条技术路线，其中气化技术通常需要通入大量的气化剂、燃烧剂和水蒸气，这不仅造成气化产物品质较差，而且气化过程消耗相当部分的水蒸气，导致整体工艺复杂且能耗较高。采用生物质热解的方法能够获得较高品质的合成气产品，但由于热解多在隔氧\绝氧条件下进行，焦油的产生不可避免，如何在获得高品质合成气的同时实现焦油的完全脱除是打通工艺路线的关键。

针对生物质制合成气存在的品质差的问题，中国专利201811268055.5公开了一种生物质气化合成气的制取方法，该方法利用气化助剂芥酸稀土和氟钛酸钾的强化生物质碳链裂解和促进氢气的生成，有利于改善生物质合成气的品质，但该发明使用的气化助剂成本较高，且未对气化助剂的循环使用进行说明，存在难以应用的问题。中国专利201910982072.3公开了一种降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法，将负载氧化钙后的飞灰作为床料输送至气化炉，使焦油在炉内进行催化裂解有效降低焦油含量，该方法利用飞灰代替常规床料能够显著降低工艺成本，但工艺中新产生的灰分对床料性能的影响以及如何保持床料性能的稳定等系列问题并没有说明，极大影响工艺的适用性。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足之处而提供一种有利于促进气固两相的充分反应，便于反应过程控制及产物调控，可显著降低生物质制合成气工艺成本，目的产物品质高的生物质热解气化耦合制合成气的方法。

本发明还提供一种与上述方法相配套的生物质热解气化耦合制合成气系统。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种生物质热解气化耦合制合成气的方法，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）所得热解固相物料送入气化反应器与活化剂接触进行气化反应，得到粗合成气和生物炭；

（3）将步骤（1）所得热解挥发性组分与步骤（2）所得粗合成气合流，从一个方向进入气体重整变换器；将步骤（2）所得生物炭从另一个方向送入气体重整变换器，在工作气体作用下，制得目的产物生物质合成气。