一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法

本发明涉及节能减排，尤其涉及一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法。

背景技术：

1、生物质作为一种广泛可获得的碳中性可再生资源，正成为减少化石燃料使用和co2排放的关键选择。热解作为生物质资源化利用的重要环节，关键在于生产生物油、生物焦和生物气。现有的生物质热解技术如固定床、流化床等主要以生产焦油为主，但焦油后续的升级和精炼过程较为复杂且成本高昂，且重质焦油可能导致系统堵塞。随着燃油车的逐渐减少，液体燃料需求会逐渐下降，但对气态化学品(如合成气或氢气)的需求将增加。因此，生物质转化过程需要实现原位高温裂解焦油，以增加合成气或氢气的产量。目前，生物质制备合成气和氢气的主要技术是气化，而气化依赖氧热法，即在反应过程中通入纯氧或空气燃烧部分原料供热，这不仅导致了碳资源浪费还增加了co2排放。此外，固体热载体循环流化床热解或气化工艺涉及复杂的固态热载体循环和加热系统，加热系统依赖半焦的部分燃烧，仍然浪费碳资源并排放co2。因此，如何高效且经济地热解生物质生产合成气或氢气，同时减少co2排放，是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法，采用本发明的方法提高了合成气的收率，降低了原料消耗，减少了co2排放。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法，包括以下步骤：

4、将生物质通入电感流化床反应器内，所述反应器外设置感应线圈，所述反应器内布置感应介质，通过电磁感应加热反应器内感应介质对生物质进行热解，得到合成气；所述热解的温度为400～1200℃。

5、优选的，所述电磁感应加热的频率为20～1000khz。

6、优选的，所述生物质的粒度为0.15～10mm。

7、优选的，所述电感流化床的流化介质为石英砂、河沙、金属颗粒或石墨化炭颗粒。

8、优选的，所述流化介质的粒度为0.15～10mm。

9、优选的，所述流化介质在反应器中的高度为反应器高度的1/3以内。

10、优选的，当所述流化介质为石英砂或河沙，所述感应介质为金属内构件；

11、当所述流化介质为金属颗粒或石墨化炭颗粒，所述金属颗粒或石墨化炭颗粒既作为流化介质又作为感应介质。

12、优选的，所述金属内构件和金属颗粒的材质独立地为钨、铁和钼中的一种或多种。

13、优选的，所述石墨化炭颗粒包括生物质焦和/或煤焦。

14、优选的，所述热解的气氛包括氮气气氛、二氧化碳气氛、水蒸气气氛、和氢气气氛中的一种或多种的混合气氛。

15、与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：

16、本发明使用绿电驱动电感加热，避免了燃烧部分原料供热，减少了碳资源浪费和二氧化碳排放。

17、电感流化床原位加热感应介质避免了固态热载体的大量循环和复杂的加热系统，简化了反应器设计。

18、本发明所用的感应介质升温速率快，加热效率高，减少了能源消耗，降低了转化成本。

19、电感流化床能够充分利用高温条件，促进焦油原位转化为合成气，促进热解水和co2与焦反应生成合成气，同时降低固体碳的生成。

技术特征：

1.一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁感应加热的频率为20～1000khz。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质的粒度为0.15～10mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电感流化床的流化介质为石英砂、河沙、金属颗粒或石墨化炭颗粒。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述流化介质的粒度为0.15～10mm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述流化介质在反应器中的填充高度为反应器高度的1/3以内。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述流化介质为石英砂或河沙，所述感应介质为金属内构件；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属内构件和金属颗粒的材质独立地为钨、铁和钼中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述石墨化炭颗粒包括生物质焦和/或煤焦。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解的气氛包括氮气气氛、二氧化碳气氛、水蒸气气氛和氢气气氛中的一种或多种的混合气氛。

技术总结本发明提供了一种电感流化床热解生物质生产合成气的方法，涉及节能减排技术领域。本发明将生物质通入电感流化床反应器内，所述反应器外设置感应线圈，所述反应器内布置感应介质，通过电磁感应加热反应器内感应介质对生物质进行热解，得到合成气；所述热解的温度为400～1200℃。本发明首次构建了电感流化床并在其中进行生物质热解生产合成气，相较于传统的循环固体热载体加热的流化床，实现了绿电驱动和原位加热，避免了固态热载体的大量循环和复杂的加热系统，简化了反应器设计，减少了碳资源浪费和二氧化碳排放。技术研发人员：闫玉新,刘振宇,刘清雅,石磊,李娜,潘岳受保护的技术使用者：北京化工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/10