一种生物质气化制氢装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109704277A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910137190.4(22)申请日2019.02.25(71)申请人合肥德博生物能源科技有限公司地址230088安徽省合肥市高新区望江西路520号皖通产业园2#楼(72)发明人张守军王勤辉蒋剑春吴银龙李益瑞张守峰鲁万宝赵成武冯干王亚军胡鹏(51)Int.Cl.C01B3/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种生物质气化制氢装置及方法(57)摘要本发明提供一种生物质气化制氢装置及方法，包括：生物质炭气联产装置，所述生物质炭气联产装置燃气出口通过管道连接于蒸汽锅炉、热风炉，所述生物质炭气联产装置生物炭出口后接制氢流化床，所述热风炉通过管道连接于蓄热式热交换器，所述蒸汽锅炉蒸汽出口通过管道连接于蓄热式热交换器，所述蓄热式热交换器蒸汽出口通过管道连接于制氢流化床。本发明通过将少量空气均匀通入生物质炭气联产装置，在满足燃气热值及产量稳定情况下，尽量将生物质气化温度控制在较低水平，同时通过合理设计气化炉，调节生物质在炉内的停留时间，保证生物质炭的品质和质量。CN109704277ACN109704277A权利要求书1/1页1.一种生物质气化制氢装置，包括：生物质炭气联产装置，其特征在于：所述生物质炭气联产装置燃气出口通过管道连接于蒸汽锅炉、热风炉，所述生物质炭气联产装置生物炭出口后接制氢流化床，所述热风炉通过管道连接于蓄热式热交换器，所述蒸汽锅炉蒸汽出口通过管道连接于蓄热式热交换器，所述蓄热式热交换器蒸汽出口通过管道连接于制氢流化床。2.根据权利要求1所述的一种生物质气化制氢装置，其特征在于：所述制氢流化床包括水气反应段、水气转化反应段、二氧化碳吸附段，所述水气转化反应段设置在二氧化碳吸附段下侧，水气反应段设置在水气转化反应段下侧，水气反应段一侧设有制氢流化床给料装置，制氢流化床给料装置连接于生物质炭气联产装置生物炭出口，将制氢流化床分为三段，通过合理的调节各段温度，提高氢气的品质和产气量。3.根据权利要求1所述的一种生物质气化制氢装置，其特征在于：所述蓄热式热交换器包括蓄热体A、蓄热体B，所述蓄热体A、蓄热体B并联设置。4.一种生物质气化制氢方法，其特征在于：包括以下步骤：1)生物质送入生物质炭气联产装置后，与加入的少量空气发生氧化还原反应，产生的能量保持系统运行在稳定的反应状态，并促进生物质中的挥发份热解生成燃气、固定碳转化成生物质炭，从而实现生物质原料高效转化成燃气和生物质炭。生物质炭送入制氢流化床给料装置；2)燃气通过管道分别送入蒸汽锅炉和热风炉内燃烧，产生蒸汽和高温烟气；3)高温烟气首先通入蓄热式热交换器的蓄热体A中，将蓄热体A加热，在蓄热体A完成蓄热后，切换烟气阀门，高温烟气停止通入蓄热体A，开始通入蓄热体B，在蓄热体A蓄热完成后，将蒸汽送入蓄热体A内，蓄热体A放热对蒸汽进行加热，当蓄热体A放热完成后，切换蒸汽阀门，将蒸汽通入完成蓄热的蓄热体B中，与此同时烟气阀门进行切换，高温烟气重新加热蓄热体A，在蓄热体B放热完成后，切换烟气阀门和蒸汽阀门，将高温烟气通入蓄热体B中，将蒸汽通入蓄热完成的蓄热体A中；后续重复上述过程，实现高温烟气对蒸汽的蓄热式换热。经过加热后的蒸汽通过管道送入制氢流化床；4)在制氢流化床内，蒸汽与生物质炭发生水气反应和水气变换反应，生成二氧化碳和氢气，经过二氧化碳吸附段除去二氧化碳后，得到高品质氢气。5.根据权利要求4所述的一种生物质气化制氢方法，其特征在于：热风炉出口烟气温度为1100～1300℃，蓄热体A、B蓄热完成时温度为1100～1250℃，蓄热体A、B放热完成时温度为900～1100℃，蓄热式热交换器蒸汽出口蒸汽温度为850～1100℃。6.根据权利要求4所述的一种生物质气化制氢方法，其特征在于：制氢流化床内添加催化剂，催化剂为含锂或含钾的物质。2CN109704277A说明书1/5页一种生物质气化制氢装置及方法技术领域[0001]本发明涉及生物质利用技术领域，具体为一种生物质气化制氢装置及方法。背景技术[0002]氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水，工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。电解水制氢技术是以水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制得的氢气的效率一般在75％～85％。其中工艺过程比较简单，也不会产生污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。除了生物制氢技术外，其它方法都是通过自然界中已经存在的碳氢化合物——天然气、煤、石油等一次能源中