[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)微波熱解氣化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811618216.9
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN111378509B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;宋永一;張彪;趙麗萍;吳斯侃;劉繼華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號(hào): C10J3/64
• 分類號(hào): C10J3/64;C10J3/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種生物質(zhì)微波熱解氣化方法，所述方法包括如下內(nèi)容：

（1）生物質(zhì)原料經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入微波熱解反應(yīng)器，在含氧氣體存在下進(jìn)行氧化熱解反應(yīng)；

（2）步驟（1）得到的熱解產(chǎn)物進(jìn)入微波裂解反應(yīng)器進(jìn)行裂解反應(yīng)，反應(yīng)后得到裂解粗合成氣和固相物料；

（3）步驟（2）得到的固相物料進(jìn)入生物焦微波氣化反應(yīng)器，在氣化氣存在條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到氣化粗合成氣和活性炭；

（4）步驟（2）得到的裂解粗合成氣和步驟（3）得到的氣化粗合成氣進(jìn)入原料預(yù)熱罐對步驟（1）中的生物質(zhì)原料進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)過換熱后的粗合成氣進(jìn)一步進(jìn)行氣固分離；

（5）步驟（4）中氣固分離后得到的氣相物料進(jìn)入凈化反應(yīng)器，經(jīng)過凈化反應(yīng)器內(nèi)的膜過濾器處理后得到凈化合成氣；

步驟（5）中所述膜過濾器中使用的膜為內(nèi)置涂層的陶瓷膜；所述內(nèi)置涂層的陶瓷膜是通過涂層造孔修飾改性而成，涂層包括活性組分、支撐體組分和助劑， 其中，所述的活性組分為氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷、氧化鋯、氧化錳、氧化鈣中的一種或幾種；所述的支撐體組分為氧化鋁、橄欖石、鐵礦石、白云石、凹凸棒石中的一種或幾種；所述的助劑為氧化鈦、氧化銅、氧化鎂、氧化鈰、氧化鑭中的一種或幾種；

所述內(nèi)置涂層的陶瓷膜通過如下方法進(jìn)行制備：

（51）將涂層粉末原料與酸性造孔劑混合，混合均勻后得到物料A，再將物料A與水混合，然后進(jìn)行研磨處理，得到酸性涂膜漿料；

（52）將涂層粉末原料與堿性造孔劑混合，混合均勻后得到物料B，再將物料B與水混合，然后進(jìn)行研磨處理，得到堿性涂膜漿料；

（53）將陶瓷膜放入溶液C中浸泡處理，所述溶液C為有機(jī)溶劑，為乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、乙二醇、二氧六環(huán)、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一種或幾種；

（54）將步驟（53）處理后的陶瓷膜加入酸性漿料中處理60～120s，然后在加入至堿性漿料中處理60～120s，然后進(jìn)行燒結(jié)處理。

2.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（1）中所述生物質(zhì)原料預(yù)熱溫度為120～220℃，預(yù)熱時(shí)間為2～10min。

3.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（1）中所述的氧化熱解反應(yīng)溫度為500～800℃，壓力為-2000～-200Pa，時(shí)間為2～10min，微波功率密度為0.2×10⁵～2×10⁵W/m³。

4.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（1）中所述的含氧氣體為氧氣、空氣、氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚狻⒀鯕馀c煙氣的混合氣、氧氣與惰性氣體的混合氣中的一種或幾種，所述混合氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為5%～30%，含氧氣體的流量0.05～0.5m³/h。

5.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（2）中所述的裂解反應(yīng)溫度為800～1000℃，裂解焦油空速為0.05～0.3h^-1，微波功率密度為0.5×10⁵～2×10⁵W/m³。

6.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（3）中所述生物焦微波氣化反應(yīng)器中的氣化溫度為500～800℃，氣化氣空速為0.05～0.5h^-1，微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

7.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（3）中所述氣化氣為水蒸氣、二氧化碳、空氣、氧氣中的一種或幾種組合。

8.按照權(quán)利要求1所述生物質(zhì)微波熱解氣化方法，其特征在于：步驟（3）中所述生物焦微波氣化反應(yīng)器的氣化過程中加入活化劑，所述活化劑為磷酸、氯化鋅、氯化鐵、碳酸鉀、碳酸鈉中的一種或幾種。