[發明專利]一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置

在審

• 申請號: 201810242340.3
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108408686A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 張俊霞
• 申請（專利權）人: 張俊霞
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01B3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明屬于余熱利用和生物質制氫交叉技術領域，具體涉及一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置。采用的技術方案為：包含炭化爐、熄焦池、過熱器、氣化爐、生物質塊料制取裝置和氫氣提純室；炭化爐和熄焦池相連，過熱器安裝于熄焦池內，炭化爐通過荒煤氣管與氣化爐連接，過熱器通過蒸汽管與氣化爐連接；生物質塊料制取裝置通過生物質塊料通道與氣化爐相連；氣化爐通過氣化氣管與氫氣提純室相連，氫氣提純室通過廢氣管與生物質塊料制取裝置相連。

技術領域

本發明屬于余熱利用和生物質制氫交叉技術領域，具體涉及一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置。

背景技術

氫氣作為一種清潔二次能源，其用量和應用范圍日益增加。由于自然界中不存在純氫，只能通過其他化學物質轉化、分解和分離得到純氫，但該過程需要耗費大量能源。制氫技術有很多種，根據所使用的原料可分為化石燃料制氫、可再生能源制氫和水電解制氫三種。然而，化石燃料制氫具有能耗高，污染物生成量大的缺點。水電解制氫約占世界產氫量的4％，但是需要消耗大量電能。而采用太陽能光熱和高溫熱化學分解水制氫涉及太陽能聚焦裝置、高溫反應器及產物分離等，設備復雜，對材料要求苛刻，研究所需投入大，相關研究需要在國家層面組織聯合攻關。相比較之下，我國的生物質資源種類繁多、數量巨大、絕大多數分布在郊區或農村。據統計，我國每年可利用的生物質資源約30億噸。生物質是能量和氫的雙重載體，氫質量含量約6％，生物質自身能量足以將氫氣分解出來。生物質是低硫和二氧化碳零排放的潔凈能源，可避免常規能源制氫過程對環境的污染，對開辟能源新領域、保持國民經濟可持續性發展有重要意義。因此，生物質制氫具有巨大的發展潛力。

目前，蘭炭企業是榆林地區的支柱產業。神府煤低溫熱解制備蘭炭通常在內熱式直立炭化爐中實現，煤粒干餾后形成半焦蘭炭，然后從排焦口被送出，由于蘭炭溫度高達500℃，需要將其冷卻到60℃，便于堆放裝車運輸。目前，部分蘭炭企業生產采用水封來冷卻半焦，熄焦廢水中因含有大量氨根離子和酚類物質而受到嚴重污染，蘭炭余熱隨廢水流失。為了避免水污染，部分蘭炭廠采用向高溫蘭炭噴射冷卻水來熄滅蘭炭。由于不能連續噴水，噴孔容易發生堵塞，需要投入較多現場維護耗工。在現有熄焦工藝中，均沒有考慮蘭炭的余熱回收。因此，有必要提出一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置。

發明內容

為了合理的利用蘭炭熱解余熱和產生的廢氣，本發明將提供一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種將蘭炭熱解余熱和廢氣用于生物質制氫的裝置，包含炭化爐、熄焦池、過熱器、氣化爐、生物質塊料制取裝置、氫氣提純室；

炭化爐和熄焦池相連，過熱器安裝于熄焦池內，炭化爐通過荒煤氣管與氣化爐連接，過熱器通過蒸汽管與氣化爐連接；生物質塊料制取裝置通過生物質塊料通道與氣化爐相連；氣化爐通過氣化氣管與氫氣提純室相連，氫氣提純室通過廢氣管與生物質塊料制取裝置相連。

優選地，炭化爐與熄焦池位于同一個容器中，用可以打開的活動隔板隔開；炭化爐上裝有空氣管和加炭口。

優選地，氣化爐由固定隔板分為一級氣化爐和二級氣化爐；荒煤氣管與一級氣化爐相連，蒸汽管與二級氣化爐相連；一級氣化爐和二級氣化爐通過連接管相連；一級氣化爐底部裝有多孔板，生物質塊料通道的一端開口位于多孔板上方。

優選地，連接管上安裝有轉換閥。

優選地，生物質塊料制取裝置上開有生物質進口，生物質塊料制取裝置內部裝有制塊料機。

優選地，氫氣提純室內部裝有炭分子篩、沸石分子篩和Al₂O₃分子篩。

優選地，過熱器為蛇形管式或屏式。

優選地，過熱器進水端設置有水泵和進水閥。