一种节能的生物质热解、炭活化、气重整系统的制作方法

本技术属于生物质综合利用，具体涉及节能的生物质热解、炭活化、气重整系统。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、生物质能源由于其原料低廉量大及范围广等优点，日益成为替代传统化石能源的重要途径。利用生物质制备能够用于交通运输用的高品质燃料一直是重点研究目标。

3、传统的生物质秸秆能源化综合利用工艺包括如下几种工艺：

4、1.生物质发电工艺。该工艺是电站锅炉利用生物质秸秆作为燃料，产生高温高压蒸汽并带动汽轮机发电机发电的工艺。生物质发电项目占地面积大，投资高。

5、2.发酵制沼气工艺。通过发酵池、罐，在厌氧的条件下发酵，生产可燃气。优点是技术简单，投资小。缺点是占地面积大，产量受环境温度影响大，无法实现大规模生产。

6、3.内加热热解工艺。该工艺具体流程为：在热解塔底部缓慢燃烧部分秸秆，通过燃烧产生的高温烟气促使其周围及上部物料发生热解，同时通过热解气烘干更上层的秸秆。该工艺热解热源由部分生物质原料自燃产生热量。优点是热解过程不消耗其它形式的能源；缺点是自燃的烟气完全混入到热解气中，热解气组分中增加了n2，co2等气体含量，产生的气体实际是热解气和烟气的混合物，可燃气占比仅为25％～50％，热解气热值低、品质较差。

7、4.外加热热解工艺。其工艺流程为：干燥后的生物质秸秆装入热解塔内，在外加热源和隔绝空气的工况下进行热解。其优势是得到的热解气无空气或烟气混入，纯度高、热值大、品质好；缺点是热解气至少需经过冷却、脱焦、过滤除尘后方可转变为清洁燃气。其净化处理工艺路线长，投资大、设备故障率高、运行维护费用高、投资回收期期长。

8、现有的生物质气化制备合成气工艺通常采用空气-水蒸气、氧气-水蒸气等作为气化介质，以固定床、流化床或气流床为气化反应器。固定床气化设备简单、操作方便，但此工艺存在处理量小、炉内换热效果差、气化效率低、气体中灰分及焦油较多、难以连续生产等不足；流化床和气流床气化能够有效提升处理规模，并实现连续生产，不过流化床气化工艺一般需要后续设备来处理焦油和重整合成气等问题，气流床气化对生物质原料的研磨要求过高，因此工艺系统复杂、操作繁琐、能耗较高。

9、另外，常规气化工艺多为内热式生物质气化，即向气化炉里限量引入空气，依靠生物质自身在空气中燃烧产生的热量对未燃烧的生物质直接加热气化，但气体产品含有大量n2和co2，严重影响了合成气的品质，无法满足后续应用的要求。尽管内热式气化技术中采用富氧-水蒸气气化方式有助于提高合成气品质，但需要增加制氧设备、蒸汽发生器和过热设备等，一次投资较高，系统独立性及稳定性较差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，能够实现在不利用外部能源的前提下，实现生物质的热解以及热解气的重整，获得高品质的富氢燃气及高附加值的活性炭。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本实用新型的实施例提供了一种节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，包括生物质热解活化塔、两级换热重整装置，所述生物质热解活化塔的热解气出口与两级换热重整装置的热解气进口相连，所述生物质热解活化塔的重整气进口与两级换热重整装置的高温重整气出口相连。

4、所述两级换热重整装置内设置直通管束，所述直通管束为热解气的流通通道，所述两级换热重整装置的内部通过密封隔板分为热解气预热区和热解气加热重整区，所述热解气预热区内热解气和重整气进行换热，所述热解气加热重整区内高温烟气间接加热预热后的热解气，使热解气升温至重整温度。

5、作为进一步的技术方案，所述两级换热重整装置的高温重整气出口还与热解气预热区上的高温重整气进口相连，所述热解气预热区上设置低温重整气出口。

6、作为进一步的技术方案，所述两级换热重整装置的低温重整气出口排出的部分重整气经过管路与热风炉相连。

7、作为进一步的技术方案，所述两级换热重整装置的热解气加热重整区上还设置高温烟气进口和低温烟气出口，所述高温烟气进口与热风炉的烟气出口相连。

8、作为进一步的技术方案，所述两级换热重整装置的热解气加热重整区的低温烟气出口经过管路与空预器的烟气进口相连，空预器的高温空气出口经过管路与热风炉相连。

9、作为进一步的技术方案，所述空预器上还设置烟气出口，从烟气出口排出的烟气一部分外排，一部分经过管道输送至热风炉。

10、作为进一步的技术方案，所述生物质热解活化塔的顶部设置进料口，底部设置出料口。

11、作为进一步的技术方案，所述进料口与进料绞龙相连，所述出料口与出料水冷套绞龙相连。

12、作为进一步的技术方案，所述生物质热解活化塔内部与高温重整气进口相对应的位置设置百叶窗。

13、作为进一步的技术方案，所述生物质热解活化塔的热解气出口处设置引风机。

14、上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

15、本实用新型提供的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，在生物质热解过程不需要消耗外加能源，热解所需要的热量靠燃烧部分重整气间接提供，获得的热解气无空气或烟气混入，热解气纯度高；在热解气重整过程中，先利用高温重整气对热解气进行预热，再利用高温烟气对热解气进行重整，充分利用了系统中的余热，提高了能源利用率，获得重整气为高品质的富氢燃气。

16、本实用新型提供的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，热解气不需要冷却、脱焦处理；而是通过热解气重整工艺直接将难以分离、难以处理利用的焦油转化为h2、ch4及co等可燃气，重整气中可燃气的热值远远高于传统热解工艺产生的热解气的热值。同时，还具有投资小，占地面积小的优点。

17、本实用新型提供的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，将热风炉燃烧产生的高温烟气对热解气进行加热重整，降温后的烟气还能够利用余热对进入热风炉的空气进行预热，实现了烟气余热的梯级利用，提高了能源利用率。

18、本实用新型提供的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，产生的重整气可以用于做饭取暖，既快捷又清洁，热解产生的活性炭还田还能改良土壤，减少土壤中肥料的流失，实现固碳肥田的作用。农作秸秆被回收利用既有效利用资源、保护环境，又能增加农民经济收入，可谓一举多得，具有很好的的经济效益、环境效益及社会效益。

技术特征：

1.一种节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，包括生物质热解活化塔、两级换热重整装置，所述生物质热解活化塔的热解气出口与两级换热重整装置的热解气进口相连，所述生物质热解活化塔的重整气进口与两级换热重整装置的高温重整气出口相连；

2.如权利要求1所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述两级换热重整装置的高温重整气出口还与热解气预热区上的高温重整气进口相连，所述热解气预热区上设置低温重整气出口。

3.如权利要求2所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述两级换热重整装置的低温重整气出口排出的部分重整气经过管路与热风炉相连。

4.如权利要求1所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述两级换热重整装置的热解气加热重整区上还设置高温烟气进口和低温烟气出口，所述高温烟气进口与热风炉的烟气出口相连。

5.如权利要求4所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述两级换热重整装置的热解气加热重整区的低温烟气出口经过管路与空预器的烟气进口相连，空预器的高温空气出口经过管路与热风炉相连。

6.如权利要求5所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述空预器上还设置烟气出口，从烟气出口排出的烟气一部分外排，一部分经过管道输送至热风炉。

7.如权利要求1所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述生物质热解活化塔的顶部设置进料口，底部设置出料口。

8.如权利要求7所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述进料口与进料绞龙相连，所述出料口与出料水冷套绞龙相连。

9.如权利要求1所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述生物质热解活化塔内部与高温重整气进口相对应的位置设置百叶窗。

10.如权利要求1所述的节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，其特征在于，所述生物质热解活化塔的热解气出口处设置引风机。

技术总结本技术公开了一种节能的生物质热解、炭活化、气重整系统，包括相互连接的生物质热解活化塔、两级换热重整装置，所述两级换热重整装置内设置直通管束，所述直通管束为热解气的流通通道，所述两级换热重整装置的内部通过密封隔板分为热解气预热区和热解气加热重整区，所述热解气预热区内热解气和重整气进行换热，所述热解气加热重整区内热解气和高温烟气进行换热并实现热解气重整；本技术中的热解气不需要冷却、脱焦处理；而是通过热解气重整工艺直接将难以分离、难以处理利用的焦油转化为H<subgt;2</subgt;、CH<subgt;4</subgt;及CO等可燃气，重整气中可燃气的热值远远高于传统热解工艺产生的热解气的品质和热值。技术研发人员：张广海,马春元,张程皓,孙鹏,李伟明受保护的技术使用者：山东祥桓环境科技有限公司技术研发日：20230719技术公布日：2024/2/19