[实用新型]生物质热解气化制氢系统

说明书

一种生物质制氢技术领域的生物质热解气化制氢系统，包括生物质仓、生物质预热器、螺旋输送装置、热解反应器、气化反应器、换热器、软水储罐、输送泵、氧气储罐、回水罐、预热循环管，生物质预热器、回水罐、软水储罐、输送泵、第三换热器通过预热循环管依次串接在一起，第一换热器、第二换热器、第三换热器依次串接在气化燃气输出管上。系统分为四个部分：生物质预热给料、生物质热解、热解气气化和气化气余热利用。本实用新型设计合理，工艺结构简单；采用特殊结构的热解设备和气化设备提高了生物质的利用率，不需要采用专用除焦设备，即可有效的减少了焦油的产生，避免了设备及管道的腐蚀。

技术领域

本实用新型涉及的是一种制氢技术领域的热解气化系统，特别是一种可以减少焦油产生的生物质热解气化制氢系统。

背景技术

随着经济的迅猛发展和人口数量的不断增长，人类社会对能源的消耗日益剧增。目前，化石燃料依然主导着能源市场，约占全球能源消耗的87％。但由于化石燃料储量有限，同时，化石燃料燃烧后产生了大量的温室气体CO2，带来了一系列环境问题，人类不得不将目光投向清洁能源和可再生能源的开发与利用。在所有的可替代能源中，氢能是地球上最清洁的能源，其燃烧产物是水，可以真正实现污染物的“零排放”。其次，氢的燃烧热值高达142.3MJ/Kg，为同质量汽油燃烧热值的3倍。因此，氢作为清洁、高效、可再生的能源具有很好的开发前景。

目前工业上的制氢方法主要有电解水法、甲醇蒸汽重整法、重油及天然气水蒸汽催化转化法等。电解水法消耗大量的电能，制氢成本高。甲醇蒸汽重整是目前最经济的制氢方法，但在制氢过程中需要消耗大量的化石燃料，不具有可再生性，并且产生大量的CO2，对环境造成很大影响。随着能源紧缺、环境污染等问题日益突显，同时氢气的使用也将迅速增加，开发高效的制氢技术已成为当今社会迫切需要解决的重大课题。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种生物质热解气化制氢系统，不但解决了传统生物质化学制氢效率低、合成气中氢气含量低的问题，而且还解决了生物质化学制氢耗能大、系统热效率低的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括生物质仓、生物质预热器、螺旋输送装置、热解反应器、气化反应器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、软水储罐、输送泵、氧气储罐、回水罐、预热循环管、出料管、输送管、气化燃气输出管、给水管、蒸汽管、第一输氧管、第二输氧管、第一控制阀、第二控制阀；过滤挡板布置热解反应器中，过滤挡板前端为第一热解室，过滤挡板后端为第二热解室，过滤挡板的下端通过排灰口与残炭缓存罐相连接；燃气进口、氧气进口、水蒸气进口布置在热解反应器的上端，催化过滤炭层布置在热解反应器的中间部位，导流装置斜着布置在催化过滤炭层和热解反应器内壁面之间，燃气出口布置在热解反应器的下端；生物质预热器、回水罐、软水储罐、输送泵、第三换热器通过预热循环管依次串接在一起；出料管的一端与生物质仓的出料口相连接，出料管的另一端与生物质预热器的入料口相连接；输送管的一端与生物质预热器的出料口相连接，输送管的另一端螺旋输送装置的入料口相连接，螺旋输送装置的出料口与热解反应器的第一热解室入料口相连接，热解反应器的第二热解室燃气出口与气化反应器的燃气进口相连接；气化燃气输出管的入口与气化反应器的燃气出口相连接，第一换热器、第二换热器、第三换热器依次串接在气化燃气输出管上；给水管的一端与第三换热器、输送泵之间的预热循环管相连接，给水管的另一端与第一换热器的进水口相连接；蒸汽管的一端与第一换热器的出气口相连接，蒸汽管的另一端与气化反应器的水蒸气进口相连接；第一输氧管的一端与氧气储罐相连接，第一输氧管的另一端与第二换热器的氧气入口相连接；第二输氧管的一端与第二换热器的氧气出口相连接，第二输氧管的另一端与气化反应器的氧气进口相连接；第一控制阀、第二控制阀分别布置在给水管、第一输氧管上。

进一步地，在本实用新型中，生物质预热器、第一换热器、第二换热器、第三换热器均为管式换热器。

更进一步地，在本实用新型中，过滤挡板为金属纤维毡材料，所述催化过滤炭层为镍基整体性催化剂。