[發(fā)明專利]一種秸稈快速氣化的方法

在審

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• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107868679A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 王允圃;劉玉環(huán);周躍;戴磊磊;陳諾;段鄧樂;余楨婷;姜林;吳秋浩;曾子鴻;張志林
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發(fā)明屬于能源轉化技術領域，涉及秸稈氣化的方法。

背景技術

秸稈是農作物重要副產品，同時也是工、農業(yè)生產的重要生產資源，農作物秸稈可用作肥料、飼料、生活燃料及工業(yè)生產的原料等多種用途，但是，近年來秸稈產量隨著糧食等主產品單位產量的不斷提高而迅速增加，而且傳統(tǒng)的秸稈利用方式逐漸被弱化和淘汰，大量剩余秸稈的處理成為農業(yè)生產凸顯的問題，一些農民采取了最簡單的處理方式—焚燒和隨意堆棄，不僅浪費了寶貴的資源，而其帶來的各種危害令人始料不及，造成大氣污染、土壤礦化、火災和交通事故等大量社會經濟和生態(tài)問題，成為政府關心，社會關注、輿論關切的熱點和難點。秸稈資源數(shù)量多，開發(fā)價值大，大力推廣農作物秸稈綜合利用技術對于農業(yè)和農村發(fā)展具有重要意義。

近年來隨著國民經濟的快速發(fā)展，我國對石油資源增長，我國石油對外依存度逐年增加，解決石油資源不足問題的根本出路在于開發(fā)利用包括生物質在內的各種可再生能源。農林廢棄物是地球上最普遍的一種潔凈而又可再生的能源，其原料資源量而廣，可開發(fā)潛力巨大。生物質氣化技術在此基礎上發(fā)展，不但能帶來經濟效益，而且還能促進環(huán)保的發(fā)展，前景非常看好。

隨著微波技術的不斷發(fā)展和成熟，通過微波熱解氣化生物質制備生物合成氣的研究已經受到了廣泛的關注。采用微波加熱，不僅加熱速率快，致使過程效率高，而且通過減少氣化系統(tǒng)的O₂用量，降低氣化過程的CO₂生成量，生成的合成氣具有更高的有效氣濃度，特別是更高的H/C比，低O₂消耗也使氣體生成效率更高。這種富氫、高有效組分濃度的合成氣也更適合合成氣生物合成應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的提供了一種秸稈快速氣化的方法，該方法工藝簡單，氣化快速，所得燃氣焦油含量低，H₂和CO的含量高。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種秸稈快速氣化的方法，其特征是包括以下步驟。

（1）按Ni/ Al₂O₃催化劑: 秸稈=1:1～1:10的質量比，稱取催化劑，置于與石英三口瓶熱解氣體出口連接的U型石英管內作為催化劑床層，另稱取5～10kg微波吸收劑加入石英杯作為微波吸收床層。

（2）將石英三口瓶以及與其連接裝有催化劑的U型石英管埋入裝有微波吸收劑的石英杯中，置于微波熱解儀器中，加熱至800～1100℃，快速添加秸稈至石英三口瓶，同時通入高熱水蒸氣，產生的熱解氣體在抽氣泵作用下，經過U型石英管催化劑催化重整，冷凝去除焦油、水和灰，可連續(xù)獲得燃氣。

本發(fā)明所述的微波吸收劑為碳化硅。

本發(fā)明比較已有的熱解技術，具有以下優(yōu)點。

（1）本發(fā)明通過微波吸收床層的熱傳遞和物料吸波雙重加熱效果，使反應物快速升到目標溫度，大大縮短了氣化時間，提高了熱解氣產率；石英三口瓶熱解氣體出口連接的U型石英管內催化劑床層的引入充分發(fā)揮了外部催化的優(yōu)勢，對了熱解氣體進行有效催化重整，有效降低焦油含量，同時顯著提高了H₂和CO的含量。

（2）石英三口瓶熱解氣體出口連接的U型石英管內催化劑床層的引入充分發(fā)揮了外部催化的優(yōu)勢，延長催化劑使用壽命，對了熱解氣體進行有效催化重整，有效降低焦油含量，同時顯著提高了H₂和CO的含量。

具體實施方式

本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。

實施例1。

將8kg碳化硅加入石英杯，20g Ni/ Al₂O₃催化劑置于與石英三口瓶連接裝的U型石英管中，將石英三口瓶以及與其連接裝有催化劑的U型石英管埋入裝有微波吸收劑的石英杯中，置于微波熱解儀器中，固定功率升溫至950℃，從進料口快速添加100g秸稈至石英三口瓶，同時通入高熱水蒸氣，繼續(xù)保持950℃催化熱解氣化至反應完全，產生的熱解氣體在抽氣泵作用下，經過U型石英管催化劑催化重整，冷凝去除焦油、水和灰，可連續(xù)獲得燃氣，氣化效率82%，氣體中焦油含量1.0g/Nm³，氫氣、一氧化碳和甲烷含量為92%。

實施例2。