一种生物质气化-化学链制氢装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115432667A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211020669.8(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务(22)申请日2022.08.24所(普通合伙)34124专利代理师缪璐欢(71)申请人中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院(51)Int.Cl.地址236000安徽省合肥市高新区柏堰科C01B3/06(2006.01)技园明珠大道669号C01B3/10(2006.01)申请人中国大唐集团科学技术研究总院有C01B32/50(2017.01)限公司C10J3/20(2006.01)大唐锅炉压力容器检验中心有限公司马鞍山当涂发电有限公司(72)发明人潘存华邓中乙程时鹤张辉高明马启磊周福毛刘军张科彭志福范相裕宋峰陈章权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种生物质气化-化学链制氢装置及方法(57)摘要本发明公开了一种生物质气化‑化学链制氢装置及方法，涉及生物质制氢的技术领域。装置包括生物质气化单元、化学链制氢单元和热量交换单元；生物质气化单元包括生物质喂料器和生物质气化炉；化学链制氢单元包括第一固定床反应器和第二固定床反应器；热量交换单元包括二氧化碳除水换热器、氢气除水换热器、空气预热换热器和储水箱。有益效果：本发明将生物质气化和化学链制氢相结合，采用双固定床反应器，通过切换反应气/尾气阀门实现生物质气化‑化学链制氢过程的连续，简化了生物质化学链制氢系统和降低系统运行控制难度；通过合理布局换热系统，将各反应阶段的尾气和反应气直接进行热量交换，提高了系统能量效率。CN115432667ACN115432667A权利要求书1/2页1.一种生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，包括生物质气化单元、化学链制氢单元和热量交换单元；所述生物质气化单元包括生物质喂料器和生物质气化炉(1)；所述化学链制氢单元包括第一固定床反应器(5)和第二固定床反应器(6)；所述热量交换单元包括二氧化碳除水换热器(2)、氢气除水换热器(3)、空气预热换热器(4)和储水箱(13)；所述生物质气化炉(1)的出气口与第一固定床反应器(5)的燃气进口、第二固定床反应器(6)的燃气进口之间均通过燃气管路(7)相连接；所述空气预热换热器(4)的进气口与第一固定床反应器(5)的空气出口、第二固定床反应器(6)的空气出口之间均通过贫氧空气管路(12)相连接；所述空气预热换热器(4)的出气口与第一固定床反应器(5)的空气进口、第二固定床反应器(6)的空气进口之间均通过新鲜空气管路(9)相连接；所述氢气除水换热器(3)的进气口与第一固定床反应器(5)的氢气/水蒸气混合气出口、第二固定床反应器(6)的氢气/水蒸气混合气出口之间均通过氢气/水蒸气混合气管路(11)相连接；所述氢气除水换热器(3)的出气口与第一固定床反应器(5)的水蒸气进口、第二固定床反应器(6)的水蒸气进口之间均通过水蒸气管路(8)相连接；所述二氧化碳除水换热器(2)的进气口与第一固定床反应器(5)的二氧化碳/水蒸气混合气出口、第二固定床反应器(6)的二氧化碳/水蒸气混合气出口之间均通过二氧化碳/水蒸气混合气管路(10)相连接；所述氢气除水换热器(3)与储水箱(13)之间通过第一给水管路(15)相连接；所述二氧化碳除水换热器(2)与储水箱(13)之间通过第二给水管路(16)相连接。2.根据权利要求1所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述生物质气化炉(1)为固定床、移动床或流化床反应器。3.根据权利要求1所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述生物质气化炉(1)温度为800‑1000℃。4.根据权利要求3所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述第一固定床反应器(5)和第二固定床反应器(6)的温度均为800‑1000℃。5.根据权利要求4所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述燃气管路(7)、水蒸气管路(8)、新鲜空气管路(9)、二氧化碳/水蒸气混合气管路(10)、氢气/水蒸气混合气管路(11)、贫氧空气管路(12)、第一给水管路(15)和第二给水管路(16)均配有保温层。6.根据权利要求1所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述燃气管路(7)上设置有第一进气阀门(17)和第二进气阀门(20)；所述水蒸气管路(8)上设置有第三进气阀门(18)和第四进气阀门(21)；所述新鲜空气管路(9)上设置有第五进气阀门(19)和第六进气阀门(22)。7.根据权利要求1所述的生物质气化‑化学链制氢装置，其特征在于，所述贫氧空气管路(12)上设置有第一出气阀门(26)和第二出气阀门(23)；所述氢气/水蒸气混合气管路(11)上设置有第三出气阀门(27)