内热式生物质气化制氢系统及其制氢方法.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CN107353938A(43)申请公布日2017.11.17(21)申请号201710602585.8(22)申请日2017.07.21(71)申请人福州大学地址362251福建省泉州市晋江市金井镇七匹狼工业园区福州大学晋江研究院海洋工程研究中心(72)发明人沈英沈元兴谢友坪陈剑锋(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/30(2006.01)C10J3/72(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称内热式生物质气化制氢系统及其制氢方法(57)摘要本发明涉及一种内热式生物质气化制氢系统，包括经管道依次连通的气化介质发生器、气化炉装置、混合气冷凝装置以及气体成分分析装置，所述气化介质发生器位于气化炉装置的顶部并固连为一体。该系统以生物质自身热量为能量来源，完成气化反应，得到氢气及其他副产物。针对不同生物质类型，调节气化介质发生器中的空气和水蒸气比例，生物质的粒径和含水率，催化剂等参数，提高氢气产量。该内热式生物质气化制氢系统的结构简单，既能实现低能耗的制氢工艺，又能降低气化过程的焦油，从而实现生物质的高效清洁利用。CN107353938ACN107353938A权利要求书1/2页1.一种内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：包括经管道依次连通的气化介质发生器、气化炉装置、混合气冷凝装置以及气体成分分析装置，所述气化介质发生器位于气化炉装置的顶部并固连为一体。2.根据权利要求1所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述气化介质发生器由空气发生器与发生器两部分组成，所述空气发生器包括经管道依次连接的空压机、干燥器、调压阀以及空气流量计；所述发生器包括储水槽，所述储水槽上设有电阻式加热棒、进水阀、蒸汽出气阀，所述蒸汽出气阀经混合管路与空气流量计连接，所述混合管路再与气化炉装置连接，所述电阻式加热棒与电压调节器电性连接。3.根据权利要求2所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述气化炉装置包括位于储水槽底部的反应室，所述储水槽的底部与反应室连通，所述反应室的上方设有两个反应室侧气阀，所述反应室的腔体至上往下依次均匀分布有三个k型热电偶，三个k型热电偶与温控仪电性连接。4.根据权利要求3所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述反应室底部固连有炉底，所述炉底上设有炉底气阀与两个炉底侧气阀；所述炉底下方由炉底座支撑。5.根据权利要求4所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述混合气冷凝装置由一级水冷装置与二级冰冷装置组成，所述一级水冷装置包括储水箱，所述储水箱的内部设有一级储气瓶，所述一级储气瓶的顶部经第一管道与其中一个炉底侧气阀连接，所述二级冰冷装置包括储冰箱，所述储冰箱的内部设有二级储气瓶，所述二级储气瓶的顶部与一级储气瓶的顶部之间经第二管道连通，所述二级储气瓶的顶部经第三管道与干燥器连接。6.根据权利要求5所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述气体成分分析装置由氢气检测仪、一氧化碳检测仪、二氧化碳检测仪、甲烷检测仪与氧气检测仪组成并通过分流管道进行连接；所述气体成分分析装置的后端经管道连接有混合气流量计。7.根据权利要求4所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述储水槽与反应室之间、炉底与反应室之间均经快速夹紧器进行连接，所述快速夹紧器均包括倒U形的夹体，所述夹体的开口上方竖直螺接有螺杆，所述螺杆的底部固设有上压头，所述螺杆的顶部设有旋转扳手，所述储水槽的底部、反应室的两端、炉底的顶部均设有连接法兰，两相接的连接法兰间均设有耐高温密封垫圈，并一同夹紧在上压头与夹体的下方开口之间。8.根据权利要求3所述的内热式生物质气化制氢系统，其特征在于：所述混合管路包括口字形的第一管路，所述蒸汽出气阀与第一管路的顶部连通，所述空气流量计与第一管路的底部连通，所述第一管路的中部分别经第二管路与两个反应室侧气阀连通。9.一种内热式生物质气化制氢系统的制氢方法，其特征在于，采用如权利要求1-8所述的任一种内热式生物质气化制氢系统，并按以下步骤进行：（1）将生物质进行脱水干燥处理，降低生物质的含水量至0-30%；（2）取步骤（1）预处理后的生物质填满气化炉装置的反应室，为提高生物质密度，生物质粒径应控制在0～30mm；（3）打开反应室上方的两个反应室侧气阀以及炉底的一个炉底侧气阀，其他气阀关闭，然后打开空压机，调节调压阀使空气流量保持在合适的流速范围内，打开温控仪、气体成分分析装置以及电脑与之对应的上位机；2CN107353938A权利要求书2/2页（4）在填满生物质的反应室上方用点火枪均匀点燃生物质，盖上发生器的储水槽，扣