[發(fā)明專(zhuān)利]一種光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110902690.X
• 申請(qǐng)日: 2021-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113416582A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋旭東;李金云;呂鵬;王焦飛;于廣鎖;白永輝;蘇暐光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧夏大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/48
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/48
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍;尹吉偉

1.一種光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：包括：

集熱器以及周向環(huán)繞所述集熱器分布用于將太陽(yáng)光反射至所述集熱器上的鏡面陣列，所述集熱器內(nèi)部裝載有陶粒，集熱器收集到的太陽(yáng)光能量使得其內(nèi)部的陶粒升溫；

氣化爐，所述氣化爐分別設(shè)置有生物質(zhì)入料口、陶粒入料口，氣化劑入口以及合成氣出口，所述氣化爐用于接收生物質(zhì)、氣化劑以及來(lái)自于所述集熱器的升溫陶粒，使得生物質(zhì)在氣化爐內(nèi)部反應(yīng)，生成合成氣；

其中，所述氣化爐內(nèi)部還設(shè)置有物料分布器，用于將陶粒和生物質(zhì)在進(jìn)入氣化爐時(shí)混合，使得陶粒的熱量將生物質(zhì)預(yù)熱；所述物料分布器包括基板以及在基板上分散固定的多個(gè)三角錐型構(gòu)件，相鄰的三角錐型構(gòu)件形成空隙以供混合后的生物質(zhì)及陶粒通過(guò)；所述基板的至少一側(cè)與所述氣化爐內(nèi)壁連接，并采取與下料方向一致的方向固定于所述氣化爐內(nèi)腔，使得生物質(zhì)及陶粒經(jīng)三角錐型構(gòu)件分散后下落。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：所述基板上設(shè)置多個(gè)點(diǎn)位以固定安放各個(gè)三角錐型構(gòu)件，優(yōu)選地，一個(gè)點(diǎn)位固定設(shè)置一個(gè)三角錐型構(gòu)件，相鄰點(diǎn)位之間的間隔距離為3-6cm；和/或，所述三角錐型構(gòu)件由兩塊板狀元件連接呈夾角為40-50度組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：所述基板的相對(duì)兩側(cè)分別固定于氣化爐內(nèi)壁，和/或，所述基板為耐高溫材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：所述鏡面陣列為聚焦型凹槽鏡面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：所述生物質(zhì)的顆粒粒徑為30-100μm，優(yōu)選40-80μm；和/或，所述陶粒的顆粒粒徑為≤200μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：吸收太陽(yáng)光的熱量后，所述集熱器內(nèi)腔溫度為700℃-900℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：在所述氣化爐頂部分別設(shè)置生物質(zhì)入料口及陶粒入料口，優(yōu)選地，設(shè)置螺桿輸送機(jī)構(gòu)將生物質(zhì)顆粒輸送至氣化爐頂部；和/或，所述氣化劑入口設(shè)置在氣化爐的底部，優(yōu)選為氣化劑噴射口；和/或，所述合成氣出口設(shè)置在氣化爐的中部，以供產(chǎn)生的合成氣排出；和/或，所述氣化爐還設(shè)置有排渣口，優(yōu)選在氣化爐底部，以供生物質(zhì)顆粒氣化中形成的灰分以及陶粒排出。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)制合成氣系統(tǒng)，其特征在于：還設(shè)置有與陶粒入料口連通的陶粒儲(chǔ)罐以及與生物質(zhì)入料口連通的生物質(zhì)儲(chǔ)罐，均優(yōu)選在氣化爐的頂部，陶粒儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存經(jīng)集熱器加熱后的陶粒；和/或，所述氣化爐為固定床反應(yīng)器。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)系統(tǒng)制合成氣的方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)將所述集熱器內(nèi)陶粒加熱至700-900℃；

2)生物質(zhì)以及加熱后的陶粒由所述氣化爐頂部進(jìn)入，氣化劑由所述氣化爐底部進(jìn)入，生物質(zhì)與陶粒先經(jīng)物料分布器混合換熱后下落，生物質(zhì)與氣化劑反應(yīng)生成合成氣。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光熱陶粒加熱生物質(zhì)系統(tǒng)制合成氣的方法，其特征在于：還包括步驟3)，反應(yīng)后的生物質(zhì)和陶粒經(jīng)排渣口排出，并經(jīng)過(guò)離心分離并洗滌后回收重復(fù)利用陶粒；優(yōu)選地，回收的陶粒再次加入所述集熱器中；所述陶粒與生物質(zhì)的重量比例為1-3：1。