[发明专利]一种生物质能逐级转化制氢协同CO2

摘要

本发明公开了一种生物质能逐级转化制氢协同CO2减排系统及方法，系统由CO2光热还原装置、石墨烯光热还原炉、化学链制氢装置以及燃烧炉辅助供热装置组成。以可再生的生物质为原料，利用聚光太阳能技术、氧化石墨烯光热还原技术、多级燃料反应器化学链制氢技术分别实现了生物质能高效转化为合成气、还原氧化石墨烯的制备以及高品质氢气的持续稳定制取。该系统能量输入为取之不尽用之不竭的太阳能、可再生及生命周期零碳排放的生物质能，在保证系统自供热的前提下持续高效地制备高品质氢气及石墨烯材料，实现了非化石能源的逐级转化利用以及载系统自供热条件下的CO2气体的持续减排、固定与再利用。

主权项

1.一种生物质能逐级转化制氢协同CO2减排方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)CO2光热还原装置(1)利用塔式定日镜聚光产生800‑900℃高温热能，在CO2作为气化介质条件下进行生物质气化，得到合成气与生物炭；2)将合成气分别通入一级燃料反应器(3)与二级燃料反应器(4)并逐级被载氧体氧化，温度控制在850‑950℃；3)被合成气还原的载氧体通过U阀送入蒸汽反应器(5)，在800‑900℃下被水蒸气一步氧化，得到的高价态载氧体Fe3+再返回二级燃料反应器(4)中，实现载氧体的循环利用，同时生成高纯度H2；4)利用改进的Hummers法将步骤1)中得到的生物炭的10％‑30％转化为氧化石墨烯，然后在石墨烯还原炉(2)中以650‑850℃及氢气条件下光热还原，最终得到还原氧化石墨烯；5)将剩余的生物炭输送入燃烧炉辅助供热装置(6)进行燃烧，用高温烟气盘管回收热量并传递至一级燃料反应器和二级燃料反应器，同时捕集CO2气体，将捕集到的CO2气体中的4％‑10％通入CO2光热还原装置作为生物质转化的气化介质。