[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整反應(yīng)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210292290.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN102807903A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬培勇;隆昌林;邢獻(xiàn)軍;張兵;汪洪波;李慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C10K1/34
• 分類號(hào): C10K1/34;C10K1/20;C10K1/22
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于生物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)燃料在生長(zhǎng)過程中吸收CO₂，參與大氣中的碳循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)溫室氣體的零排放，且其來源十分豐富，是一種理想、可再生的清潔能源。開發(fā)利用生物質(zhì)燃料不僅能緩解能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染，而且對(duì)發(fā)展生物質(zhì)燃料新型產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。在眾多的生物質(zhì)利用技術(shù)中，氣化是一種很有發(fā)展前途的生物質(zhì)能源化技術(shù)。通過生物質(zhì)氣化工藝，可以生產(chǎn)出富氫燃?xì)夤┟裼煤凸I(yè)使用，如戶用型氣化爐、氣化集中供氣、氣化發(fā)電、氣化制氫、生產(chǎn)醇醚液體燃料和應(yīng)用于燃料電池等。生物質(zhì)氣化的目標(biāo)是獲得盡可能多的可燃?xì)怏w產(chǎn)物，但目前的氣化技術(shù)都不可避免地產(chǎn)生了一定量的焦油副產(chǎn)物，因此，如何降低生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂偷暮浚瑫r(shí)提高燃?xì)獾臒嶂岛蜐崈舳龋殉蔀樯镔|(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題。目前粗燃?xì)庵薪褂偷膬艋椒ㄖ饕兴础⑦^濾、熱裂解與催化裂解等。水洗法與過濾法是將焦油分離出，作為廢物排放，既浪費(fèi)了焦油本身的能量，又會(huì)產(chǎn)生大量的污染。相對(duì)水洗法與過濾法，熱裂解、催化裂解可有效降低粗燃?xì)庵械慕褂秃浚€能將絕大部分焦油轉(zhuǎn)化為合成氣，起到調(diào)整燃?xì)獬煞值淖饔谩４秩細(xì)庠跔t內(nèi)高溫停留時(shí)間也是影響焦油分解的主要因素。為了解決以上爐內(nèi)生物質(zhì)氣化與焦油熱裂解同時(shí)進(jìn)行存在的難題，可將氣化和焦油熱裂解在兩個(gè)分開的反應(yīng)爐中進(jìn)行，但氣化爐出口氣體的溫度較低，不能達(dá)到焦油熱裂解所需要的溫度，必須外加熱源，則進(jìn)一步增加了生物質(zhì)能源利用的成本。因此，如何解決熱裂解能效問題，是生物質(zhì)粗燃?xì)庵卣叫杞鉀Q的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種在內(nèi)置多孔介質(zhì)卷式反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整，以期提高重整溫度增大焦油裂解程度，解決重整能效問題，減少重整能量的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)高效重整制合成氣。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整反應(yīng)器，其包括：

卷式反應(yīng)器，在所述卷式反應(yīng)器中內(nèi)置有多孔介質(zhì)；

所述卷式反應(yīng)器分別設(shè)有氧氣進(jìn)氣孔、粗燃?xì)膺M(jìn)氣口及合成氣出氣口，所述合成氣出氣管及粗燃?xì)膺M(jìn)氣管螺旋設(shè)置于卷式反應(yīng)器外部并分別與所述合成氣出氣口及粗燃?xì)膺M(jìn)氣口連通；

所述合成氣出氣管與所述粗燃?xì)膺M(jìn)氣管交替排布。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

在所述多孔介質(zhì)外圍的卷式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有電加熱器。

所述多孔介質(zhì)為氮化硅、碳化硅、氧化鋯或氧化鋁。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1）通過卷式反應(yīng)器的設(shè)置，將生物質(zhì)粗燃?xì)庠谥行膮^(qū)臨氧重整反應(yīng)后所生成的高溫廢熱回收，用于預(yù)熱生物質(zhì)粗燃?xì)猓瑴p少了排氣攜帶熱損失和反應(yīng)器的外壁散熱損失。

2）反應(yīng)器中心設(shè)置具有蓄熱、過濾作用的多孔介質(zhì)，并通入少量氧氣，使生物質(zhì)粗燃?xì)庠诙嗫捉橘|(zhì)內(nèi)發(fā)生臨氧放熱反應(yīng)，為多孔介質(zhì)過濾截留的生物質(zhì)粗燃?xì)庵械慕褂偷闹卣磻?yīng)提供能量，有助于提高生物質(zhì)粗燃?xì)庵蠧H₄?與焦油的轉(zhuǎn)化率，提高CO、H₂?的含量。

3）臨氧放熱在反應(yīng)器的中心，保證了卷式反應(yīng)器排氣通道的溫度高于進(jìn)氣溫度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)粗燃?xì)獾挠行ьA(yù)熱；高溫區(qū)在反應(yīng)器的中心，外圍設(shè)置換熱區(qū)，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)粗燃?xì)獾淖灶A(yù)熱、重整氣的自冷卻和反應(yīng)器的自保溫。

4）由于氧氣的存在，也可減少多孔介質(zhì)中重整反應(yīng)過程中積碳的形成。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整反應(yīng)器的主視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1合成氣出氣口，2多孔介質(zhì)，3電加熱器，4粗燃?xì)膺M(jìn)氣口，5氧氣進(jìn)氣孔，6卷式反應(yīng)器，7粗燃?xì)膺M(jìn)氣管，8合成氣出氣管。

以下通過具體實(shí)施方式，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：參見圖1，本實(shí)施例的生物質(zhì)粗燃?xì)獬^熱臨氧重整反應(yīng)器，其包括：

卷式反應(yīng)器6，在卷式反應(yīng)器6中內(nèi)置有多孔介質(zhì)2；所述卷式反應(yīng)器6上分別設(shè)有氧氣進(jìn)氣孔5、粗燃?xì)膺M(jìn)氣口4及合成氣出氣口1，合成氣出氣管8及粗燃?xì)膺M(jìn)氣管7螺旋設(shè)置于卷式反應(yīng)器外部并分別與合成氣出氣口1及粗燃?xì)膺M(jìn)氣口4連通；合成氣出氣管8與所述粗燃?xì)膺M(jìn)氣管7交替排布。

具體設(shè)置中，在多孔介質(zhì)2外圍的卷式反應(yīng)器6內(nèi)設(shè)有電加熱器3。所述多孔介質(zhì)2可選用氮化硅、碳化硅、氧化鋯或氧化鋁。