[发明专利]内热式生物质气化制氢系统及其制氢方法

说明书

本发明涉及一种内热式生物质气化制氢系统，包括经管道依次连通的气化介质发生器、气化炉装置、混合气冷凝装置以及气体成分分析装置，所述气化介质发生器位于气化炉装置的顶部并固连为一体。该系统以生物质自身热量为能量来源，完成气化反应，得到氢气及其他副产物。针对不同生物质类型，调节气化介质发生器中的空气和水蒸气比例，生物质的粒径和含水率，催化剂等参数，提高氢气产量。该内热式生物质气化制氢系统的结构简单，既能实现低能耗的制氢工艺，又能降低气化过程的焦油，从而实现生物质的高效清洁利用。

技术领域

本发明涉及一种内热式生物质气化制氢系统及其制氢方法，属于制氢技术领域。

背景技术

近年来，化石燃料日益枯竭，环境污染日趋严重的问题一直是人们关注的焦点。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，由于氢具有燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快且燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源，因此，氢能是最佳的能源载体和燃料，近年来许多学者致力于制氢研究。传统的制氢设备结构与工艺复杂，能耗大，制氢效率低，结构不紧凑。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种内热式生物质气化制氢系统及其制氢方法，不仅结构简单，而且便捷高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种内热式生物质气化制氢系统，包括经管道依次连通的气化介质发生器、气化炉装置、混合气冷凝装置以及气体成分分析装置，所述气化介质发生器位于气化炉装置的顶部并固连为一体。

优选的，所述气化介质发生器由空气发生器与发生器两部分组成，所述空气发生器包括经管道依次连接的空压机、干燥器、调压阀以及空气流量计；所述发生器包括储水槽，所述储水槽上设有电阻式加热棒、进水阀、蒸汽出气阀，所述蒸汽出气阀经混合管路与空气流量计连接，所述混合管路再与气化炉装置连接，所述电阻式加热棒与电压调节器电性连接。

优选的，所述气化炉装置包括位于储水槽底部的反应室，所述储水槽的底部与反应室连通，所述反应室的上方设有两个反应室侧气阀，所述反应室的腔体至上往下依次均匀分布有三个k型热电偶，三个k型热电偶与温控仪电性连接。

优选的，所述反应室底部固连有炉底，所述炉底上设有炉底气阀与两个炉底侧气阀；所述炉底下方由炉底座支撑。

优选的，所述混合气冷凝装置由一级水冷装置与二级冰冷装置组成，所述一级水冷装置包括储水箱，所述储水箱的内部设有一级储气瓶，所述一级储气瓶的顶部经第一管道与其中一个炉底侧气阀连接，所述二级冰冷装置包括储冰箱，所述储冰箱的内部设有二级储气瓶，所述二级储气瓶的顶部与一级储气瓶的顶部之间经第二管道连通，所述二级储气瓶的顶部经第三管道与干燥器连接。

优选的，所述气体成分分析装置由氢气检测仪、一氧化碳检测仪、二氧化碳检测仪、甲烷检测仪与氧气检测仪组成并通过分流管道进行连接；所述气体成分分析装置的后端经管道连接有混合气流量计。

优选的，所述储水槽与反应室之间、炉底与反应室之间均经快速夹紧器进行连接，所述快速夹紧器均包括倒U形的夹体，所述夹体的开口上方竖直螺接有螺杆，所述螺杆的底部固设有上压头，所述螺杆的顶部设有旋转扳手，所述储水槽的底部、反应室的两端、炉底的顶部均设有连接法兰，两相接的连接法兰间均设有耐高温密封垫圈，并一同夹紧在上压头与夹体的下方开口之间。

优选的，所述混合管路包括口字形的第一管路，所述蒸汽出气阀与第一管路的顶部连通，所述空气流量计与第一管路的底部连通，所述第一管路的中部分别经第二管路与两个反应室侧气阀连通。

一种内热式生物质气化制氢系统的制氢方法，按以下步骤进行：

（1）将生物质进行脱水干燥处理，降低生物质的含水量至0-30%，所述生物质为木质类、果核类、壳类等农、林业生物质；