[發(fā)明專利]生物質(zhì)催化熱解聯(lián)產(chǎn)氣液燃料、化學(xué)品和炭材料的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010146371.6
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111363569B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳偉;陳應(yīng)泉;楊海平;楊晴;王賢華;邵敬愛;張雄;曾闊;張世紅;陳漢平
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10L1/04;C10L3/08;B01J19/20;C01B32/348;C01B32/318;C01B32/05;B01J27/24
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

1.生物質(zhì)催化熱解聯(lián)產(chǎn)氣液燃料、化學(xué)品和炭材料的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括依次相連的生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)、熱解揮發(fā)分在線催化提質(zhì)子系統(tǒng)、不可凝氣體催化重整子系統(tǒng)、及生物炭活化氨化改性子系統(tǒng)，其中，

所述生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)用于對生物質(zhì)進(jìn)行原位催化熱解，得到熱解揮發(fā)分和生物炭產(chǎn)品；

所述熱解揮發(fā)分在線催化提質(zhì)子系統(tǒng)用于將所述生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生的熱解揮發(fā)分進(jìn)行多級在線催化提質(zhì)，并進(jìn)行多級冷卻及分離提純，以得到酚類化學(xué)品和芳烴液體燃料；該冷卻過程中不能夠冷凝下來的氣體，即不可凝氣體進(jìn)入所述不可凝氣體催化重整子系統(tǒng)；

所述不可凝氣體催化重整子系統(tǒng)用于將所述不可凝氣體進(jìn)行多級催化重整，促進(jìn)其甲烷化反應(yīng)，以得到富甲烷氣體燃料；

所述生物炭活化氨化改性子系統(tǒng)用于將從所述生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生的生物炭產(chǎn)品在活化劑和氨氣共同存在條件下，進(jìn)行氨化活化改性，并經(jīng)過冷卻后得到多孔摻氮炭材料；其中，所述活化劑為CH₃COOK、FeCl₃；

并且，所述生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)包括依次相連的生物質(zhì)給料倉(1)、生物質(zhì)原位催化熱解反應(yīng)器(2)以及氣固分離器(3)，

工作時，生物質(zhì)和生物炭催化劑經(jīng)所述生物質(zhì)給料倉(1)進(jìn)入所述生物質(zhì)原位催化熱解反應(yīng)器(2)，在生物炭催化劑作用下，生物質(zhì)發(fā)生熱解反應(yīng)，生成的熱解揮發(fā)分和生物炭產(chǎn)品進(jìn)入所述氣固分離器(3)進(jìn)行氣固分離；

所述熱解揮發(fā)分在線催化提質(zhì)子系統(tǒng)包括依次連通的揮發(fā)分催化提質(zhì)爐(4)、多級冷凝器(6)和液體油分離器(7)，以及置于所述揮發(fā)分催化提質(zhì)爐(4)內(nèi)的多級催化提質(zhì)床(5)，

工作時，所述氣固分離器(3)分離出來的熱解揮發(fā)分進(jìn)入所述揮發(fā)分催化提質(zhì)爐(4)，流經(jīng)布置有摻氮炭催化劑的多級催化提質(zhì)床(5)，熱解揮發(fā)分被催化提質(zhì)，再進(jìn)入所述多級冷凝器(6)冷卻后，得到不可凝氣體和液體油產(chǎn)品，液體油產(chǎn)品進(jìn)入所述液體油分離器(7)進(jìn)行分離提純，得到酚類化學(xué)品和芳烴液體燃料；

所述不可凝氣體催化重整子系統(tǒng)包括氣體催化重整爐(8)和置于所述氣體催化重整爐(8)內(nèi)的多級催化重整床(9)，

工作時，所述多級冷凝器(6)導(dǎo)出的不可凝氣體進(jìn)入所述氣體催化重整爐(8)，流經(jīng)布置有負(fù)載活性金屬摻氮炭催化劑的多級催化重整床(9)，不可凝氣體發(fā)生充分甲烷化重整反應(yīng)，促進(jìn)二氧化碳、一氧化碳、氫氣向甲烷轉(zhuǎn)化，得到富甲烷氣體燃料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)催化熱解聯(lián)產(chǎn)氣液燃料、化學(xué)品和炭材料的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物質(zhì)原位催化熱解多聯(lián)產(chǎn)子系統(tǒng)還包括依次相連的氮氣進(jìn)氣管(10)、氮氣換熱器(11)和高溫氮氣導(dǎo)入管(14)，

工作時，載氣氮氣經(jīng)所述氮氣進(jìn)氣管(10)進(jìn)入所述氮氣換熱器(11)內(nèi)，加熱后變?yōu)楦邷氐獨猓?jīng)所述高溫氮氣導(dǎo)入管(14)送入所述生物質(zhì)原位催化熱解反應(yīng)器(2)內(nèi)，為生物質(zhì)原位催化熱解反應(yīng)提供熱量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)催化熱解聯(lián)產(chǎn)氣液燃料、化學(xué)品和炭材料的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物炭活化氨化改性子系統(tǒng)包括依次連通的生物炭導(dǎo)入管(15)、活化劑導(dǎo)入管(16)、生物炭活化氨化改性絞龍(17)、高溫氨氣導(dǎo)入管(19)及氨氣換熱器(20)，

工作時，所述氣固分離器(3)分離出來的部分生物炭產(chǎn)品經(jīng)所述生物炭導(dǎo)入管(15)進(jìn)入所述生物炭活化氨化改性絞龍(17)內(nèi)，活化劑經(jīng)所述活化劑導(dǎo)入管(16)進(jìn)入所述生物炭活化氨化改性絞龍(17)內(nèi)，經(jīng)所述氨氣換熱器(20)加熱后的高溫氨氣經(jīng)所述高溫氨氣導(dǎo)入管(19)導(dǎo)入所述生物炭活化氨化改性絞龍(17)內(nèi)，生物炭在高溫氨氣和活化劑共同作用下，發(fā)生造孔摻氮反應(yīng)，形成摻氮炭材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)催化熱解聯(lián)產(chǎn)氣液燃料、化學(xué)品和炭材料的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物炭活化氨化改性子系統(tǒng)還包括相互連通的摻氮炭傳輸管(18)和摻氮炭冷卻絞龍(12)，

工作時，所述生物炭活化氨化改性絞龍(17)產(chǎn)生的摻氮炭材料經(jīng)所述摻氮炭傳輸管(18)進(jìn)入所述摻氮炭冷卻絞龍(12)內(nèi)，進(jìn)行充分冷卻，得到多孔摻氮炭材料。