[發明專利]生物質超臨界水氣化與多碟聚焦供熱耦合制氫裝置及方法

有效

• 申請號: 200910023187.6
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101597027A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 郭烈錦;呂友軍;張西民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;F24J2/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種生物質超臨界水氣化與多碟聚焦供熱耦合制氫裝置，包括水箱 (1)、第一高壓柱塞泵(2)、第二高壓柱塞泵(3)、儲料罐(4)、第一加 料器(5)、第二加料器(6)、第一高壓金屬軟管(7)、第二高壓金屬軟管 (13)、第一冷卻器(8)、第二冷卻器(12)、反應器(9)、吸收器(10)、 多碟太陽能聚光器(11)、過濾器(14)、背壓閥(15)、氣液分離器(16)、 濕式氣體流量計(17)、多個閥門以及溫度、壓力測控系統；其特征在于：

所述的第一加料器(5)和第二加料器(6)通過管路相互連接，它們 各有兩個入口端，其中一個入口端與第一高壓柱塞泵(2)和第二高壓柱塞 泵(3)的出口端連通，另一個入口端與儲料罐(4)出口端連通，所述的 儲料罐(4)設置有一個氣體入口端和一個物料入口端；第一高壓柱塞泵(2) 和第二高壓柱塞泵(3)的入口均與水箱(1)連通；第一加料器(5)和第 二加料器(6)的出口端均與第一高壓金屬軟管(7)和第一冷卻器(8)入 口連接；吸收器(10)內設置有反應器(9)，第一冷卻器(8)出口與反應 器(9)入口連接；反應器(9)出口與第二冷卻器(12)入口連接；第二 冷卻器(12)出口通過第二高壓金屬軟管(13)與過濾器(14)入口連接； 過濾器(14)出口與背壓閥(15)入口連接；背壓閥(15)出口與氣液分 離器(16)入口連接；所述氣液分離器(16)有一個入口和兩個出口；氣 液分離器(16)的一個出口與濕式氣體流量計(17)連通；

所述吸收器(10)的開口平面與多碟太陽能聚光器(11)的焦平面重 合，反應器(9)、吸收器(10)固定在多碟太陽能聚光器(11)上并隨多 碟太陽能聚光器(11)一起轉動跟蹤太陽；第一冷卻器(8)、第二冷卻器 (12)固定在吸收器(10)外部也隨多碟太陽能聚光器(11)一起轉動； 采用高壓金屬軟管實現生物質超臨界水氣化與多碟太陽能聚焦供熱耦合制 氫裝置中轉動部件與固定部件的高壓動態連接。

2.一種采用如權利要求1所述裝置的生物質超臨界水氣化與多碟聚焦 供熱耦合制氫方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

1)將生物質模型化合物或農作物秸稈及質量濃度1-3％羧甲基纖維素 鈉CMC配制成質量濃度小于24％的均勻物料并放入儲料罐中，然后通過 0.1～0.5MPa壓力的N₂將物料輸送至第一加料器中，將純水加入第二加料器 中，通過第二高壓柱塞泵將第二加料器中的純水輸送至反應器，并通過背 壓閥調節系統壓力至預定壓力，壓力為20～35MPa，開啟多碟太陽能聚光器 的自動跟蹤模式，純水在反應器中被太陽能逐漸加熱；

2)當反應器溫度穩定后通過第一高壓柱塞泵將第一加料器中的物料壓 力升高至預定壓力，壓力為20～35MPa，純水輸送停止，而物料被輸送至反 應器并在反應器中反應生成氣體產物，反應后產物在冷卻器中快速冷卻至 常溫，然后通過背壓閥調節壓力至常壓，在低壓分離器中氣體產物和液體 產物實現分離，氣體產物流量用濕式氣體流量計計量；

所述的生物質模型化合物是葡萄糖、纖維素或木質素。