[發明專利]利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法及其所采用的設備

有效

• 申請號: 201811293765.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109181781B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 吳爽;馮婭婷;李政;秦智榛;朱家樂
• 申請（專利權）人: 大連海洋大學
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

1.一種利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于，按如下步驟實施：

（1）經預處理的海藻及農林生物質原料依次分別在微波熱解反應段Ⅰ及微波熱解反應段Ⅱ進行熱解；其中海藻熱解產生氣態揮發份Ⅰ及海藻焦Ⅰ；農林生物質原料產生氣態揮發份Ⅱ及生物炭；

（2）海藻焦Ⅰ接續進入微波定向氣化段；

（3）氣態揮發份Ⅰ及氣態揮發份Ⅱ經合流后與工作氣體一起進入步驟（2）所述微波定向氣化段進行氣化反應后，即得目標產物合成氣。

2.根據權利要求1所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：步驟（3）所述工作氣體為二氧化碳、水蒸氣、氧氣和空氣中的一種或兩種以上的混合物；流量控制在0.2～2m³/h。

3.根據權利要求2所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：所述微波熱解反應段Ⅰ的反應溫度為400～800℃；反應時間5～10分鐘；微波功率密度0.5×10⁵～5×10⁵W/m³。

4.根據權利要求3所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：所述微波熱解反應段Ⅱ的反應溫度為400～800℃；反應時間5～10分鐘；微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

5.根據權利要求4所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：步驟（3）所述氣化反應條件為：氣化溫度為800～1000℃；氣化時間5～20分鐘；微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

6.根據權利要求5所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：步驟（1）所述海藻與農林生物質原料質量比為1：0.1～0.6。

7.根據權利要求6所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法，其特征在于：從微波熱解反應段Ⅱ底部排出的生物炭分兩路，一路回用與農林生物質原料混合進行微波熱解；另一路直接作為生物炭產品；從微波定向氣化段底部排出的海藻焦Ⅱ分兩路，一路返還至微波熱解反應段Ⅰ與海藻混合進行微波熱解；另一路通過燃燒處理滿足設備熱量需要。

8.一種如權利要求1～7任一所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法所采用的設備，其特征在于：包括微波熱解反應段Ⅰ（2）、微波熱解反應段Ⅱ（8）及微波定向氣化段（15）；所述微波熱解反應段Ⅰ（2）底部海藻焦出料口與微波定向氣化段（15）頂部的海藻焦入料口相通；所述微波熱解反應段Ⅱ（8）的熱解氣體出口Ⅱ（9）及微波熱解反應段Ⅰ（2）底部熱解氣體出口Ⅰ（3）分別與微波定向氣化段（15）的熱解氣體進口（14）相通；在所述微波定向氣化段（15）上部設有合成氣體出口（16）。

9.根據權利要求8所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法所采用的設備，其特征在于：在所述微波熱解反應段Ⅱ（8）上固定設有氣固分離器（10）；所述氣固分離器（10）的氣固分離器固體出口（12）與微波熱解反應段Ⅱ（8）內腔相通；所述熱解氣體出口Ⅱ（9）與氣固分離器（10）的入氣口相通；所述氣固分離器（10）出氣口及熱解氣體出口Ⅰ（3）與熱解氣體進口（14）相通。

10.根據權利要求9所述的利用包含海藻的生物質制備合成氣的方法所采用的設備，其特征在于：所述微波熱解反應段Ⅰ（2）底部呈錐型結構；在熱解氣體出口Ⅰ（3）處設有氣固分離機構；所述氣固分離機構包括第一級豎直擋板（401）、第二級擋板（402）及篩板（5）；所述第一級豎直擋板（401）與底部斜邊Y的豎直縫隙距離a=5～10mm；所述第二級擋板（402）與上部平邊X的豎直縫隙距離b=10～20mm；所述篩板（5）與底部平邊Z的夾角r=15～45°；所述篩板（5）孔徑為2～6mm。