[發明專利]內熱式生物質氣化制氫系統及其制氫方法

有效

• 申請號: 201710602585.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107353938B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 沈英;沈元興;謝友坪;陳劍鋒
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/30;C10J3/72
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種內熱式生物質氣化制氫系統，包括經管道依次連通的氣化介質發生器、氣化爐裝置、混合氣冷凝裝置以及氣體成分分析裝置，所述氣化介質發生器位于氣化爐裝置的頂部并固連為一體。該系統以生物質自身熱量為能量來源，完成氣化反應，得到氫氣及其他副產物。針對不同生物質類型，調節氣化介質發生器中的空氣和水蒸氣比例，生物質的粒徑和含水率，催化劑等參數，提高氫氣產量。該內熱式生物質氣化制氫系統的結構簡單，既能實現低能耗的制氫工藝，又能降低氣化過程的焦油，從而實現生物質的高效清潔利用。

技術領域

本發明涉及一種內熱式生物質氣化制氫系統及其制氫方法，屬于制氫技術領域。

背景技術

近年來，化石燃料日益枯竭，環境污染日趨嚴重的問題一直是人們關注的焦點。氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，由于氫具有燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快且燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源，因此，氫能是最佳的能源載體和燃料，近年來許多學者致力于制氫研究。傳統的制氫設備結構與工藝復雜，能耗大，制氫效率低，結構不緊湊。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種內熱式生物質氣化制氫系統及其制氫方法，不僅結構簡單，而且便捷高效。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種內熱式生物質氣化制氫系統，包括經管道依次連通的氣化介質發生器、氣化爐裝置、混合氣冷凝裝置以及氣體成分分析裝置，所述氣化介質發生器位于氣化爐裝置的頂部并固連為一體。

優選的，所述氣化介質發生器由空氣發生器與發生器兩部分組成，所述空氣發生器包括經管道依次連接的空壓機、干燥器、調壓閥以及空氣流量計；所述發生器包括儲水槽，所述儲水槽上設有電阻式加熱棒、進水閥、蒸汽出氣閥，所述蒸汽出氣閥經混合管路與空氣流量計連接，所述混合管路再與氣化爐裝置連接，所述電阻式加熱棒與電壓調節器電性連接。

優選的，所述氣化爐裝置包括位于儲水槽底部的反應室，所述儲水槽的底部與反應室連通，所述反應室的上方設有兩個反應室側氣閥，所述反應室的腔體至上往下依次均勻分布有三個k型熱電偶，三個k型熱電偶與溫控儀電性連接。

優選的，所述反應室底部固連有爐底，所述爐底上設有爐底氣閥與兩個爐底側氣閥；所述爐底下方由爐底座支撐。

優選的，所述混合氣冷凝裝置由一級水冷裝置與二級冰冷裝置組成，所述一級水冷裝置包括儲水箱，所述儲水箱的內部設有一級儲氣瓶，所述一級儲氣瓶的頂部經第一管道與其中一個爐底側氣閥連接，所述二級冰冷裝置包括儲冰箱，所述儲冰箱的內部設有二級儲氣瓶，所述二級儲氣瓶的頂部與一級儲氣瓶的頂部之間經第二管道連通，所述二級儲氣瓶的頂部經第三管道與干燥器連接。

優選的，所述氣體成分分析裝置由氫氣檢測儀、一氧化碳檢測儀、二氧化碳檢測儀、甲烷檢測儀與氧氣檢測儀組成并通過分流管道進行連接；所述氣體成分分析裝置的后端經管道連接有混合氣流量計。

優選的，所述儲水槽與反應室之間、爐底與反應室之間均經快速夾緊器進行連接，所述快速夾緊器均包括倒U形的夾體，所述夾體的開口上方豎直螺接有螺桿，所述螺桿的底部固設有上壓頭，所述螺桿的頂部設有旋轉扳手，所述儲水槽的底部、反應室的兩端、爐底的頂部均設有連接法蘭，兩相接的連接法蘭間均設有耐高溫密封墊圈，并一同夾緊在上壓頭與夾體的下方開口之間。

優選的，所述混合管路包括口字形的第一管路，所述蒸汽出氣閥與第一管路的頂部連通，所述空氣流量計與第一管路的底部連通，所述第一管路的中部分別經第二管路與兩個反應室側氣閥連通。

一種內熱式生物質氣化制氫系統的制氫方法，按以下步驟進行：

（1）將生物質進行脫水干燥處理，降低生物質的含水量至0-30%，所述生物質為木質類、果核類、殼類等農、林業生物質；