一种生物质热解气化方法及生物质热解系统.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CN106675595A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201510740284.2C10B47/44(2006.01)(2006.01)(22)申请日2015.11.05B01J27/224(71)申请人中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院地址116045辽宁省大连市旅顺口区铁山街道创新路1号213号申请人中国石油化工股份有限公司(72)发明人王鑫张庆军张彪蔡海乐张长安刘继华乔凯宋永一(51)Int.Cl.C10B53/02(2006.01)C10B57/00(2006.01)C10B57/10(2006.01)C10B47/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种生物质热解气化方法及生物质热解系统(57)摘要本发明公开了一种生物质热解气化方法及生物质热解系统，包括：（1）经过干燥的生物质原料和微波催化剂在送料螺旋上混合，待物料达到100~300℃推入微波反应器进行热解气化；（2）热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；（3）固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过旋风分离得到再生催化剂和高温烟气；（4）再生催化剂通过回流管与步骤（2）的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品。生物质热解气化系统，包括原料干燥器、微波发生器、热解反应腔、提升管燃烧器、回流管。该方法及系统热解速度快、能耗低，得到生物质燃气品质高，能够满足合成液体燃料的要求，具有良好应用前景。CN106675595ACN106675595A权利要求书1/2页1.一种生物质热解气化方法，其特征在于包括：（1）经过干燥的生物质原料和微波催化剂在送料螺旋上进行混合，待物料达到100~300℃推入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；（2）热解产物经过气固分离得到气态的热解挥发分和固体；（3）步骤（3）得到的固体返回到反应器中，与反应器中残留的固体由出料螺旋进入提升管进行燃烧，燃烧产物通过旋风分离得到再生催化剂和高温烟气；（4）步骤（3）中的再生催化剂通过回流管与步骤（2）的气态热解挥发分进行高温裂解反应，得到高品质的生物质燃气产品，再生催化剂循环使用。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的生物质原料为含有木质纤维素的生物质；原料最大方向尺寸不超过50mm。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）原料通过步骤（3）中的高温烟气回用进行干燥。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）的生物质原料和微波催化剂质量比1:0.1~1:10。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）的原料和催化剂通过送料螺旋进入微波反应腔并在重力作用自由下落至微波反应器的旋转圆盘进行热解气化处理；所述的热解气化处理条件为：处理温度500~800℃，功率密度5×105~20×105W/m3，进料速率1~10kg/h，处理时间0.5~5分钟。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的热解产物以质量百分比计，半焦占10%~20%，热解挥发分占80%~90%，热解挥发分中包括5%~25%可冷凝性组分。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）的催化剂包括载体和活性组分，所述的载体为微波吸收剂，活性组分为活性金属氧化物，以催化剂重量为基准，活性金属氧化物为5%~20%，微波吸收剂为80%~95%；微波吸收剂选自碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝中一种或几种，活性金属氧化物是具有两性的金属氧化物，选自氧化镍、氧化钛、氧化锆、氧化镧、氧化硒或氧化铝等中的一种或几种组合。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的气固分离为旋风分离、沉降分离或过滤分离；气固分离单元进行保温处理，温度为200~400℃。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的燃烧过程，通入空气速率为6~16m/s。10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的高温裂解温度600~800℃，气体体积空速200~800h-1。11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的高品质的生物质燃气产33品中，H2/CO在1.0~1.8之间，低位热值12~15MJ/Nm，焦油含量8~10mg/m。12.一种生物质热解气化系统，其特征在于：包括原料干燥器、微波发生器、热解反应腔、提升管燃烧器、回流管；原料干燥器内设置气体进出口，原料干燥器底端通过星型阀门与送料螺旋进料端相连接；送料螺旋中端与回流管相连，送料螺旋出料端与热解反应腔通过星型阀门连接；热解反应腔的内部和外壁都设置一定数量的微波发生器，在热解反应腔下部设有旋转圆盘，热解反应腔顶端