一种生物质制氢用气体过滤设备的制作方法

本发明涉及气体过滤，具体涉及一种生物质制氢用气体过滤设备。

背景技术：

1、目前，生物质气化制氢技术是一种成熟的路径，它通过控制热量、蒸汽和氧气的使用，将生物质转化为氢气和其他产品，然而，这一过程中产生的气体需要进一步处理以去除固体、液体和气态污染物。

2、在相关技术中，在生物质气化过程中，焦油的产生是一个需要解决的严重问题，它会影响氢气产量，此外，生物质不像煤炭那样容易气化，且在没有氧气的情况下，生物质制氢过程中会产生更多的其他碳氢化合物，为此，我们提出一种生物质制氢用气体过滤设备。

3、本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种生物质制氢用气体过滤设备以解决上述背景技术中提出的在生物质气化过程中，焦油的产生是一个需要解决的严重问题，它会影响氢气产量，此外，生物质不像煤炭那样容易气化，且在没有氧气的情况下，生物质制氢过程中会产生更多的其他碳氢化合物的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质制氢用气体过滤设备，设备包括以下部件：

3、预处理单元：采用热解技术，通过高温热解生物质，将其转化为富含氢气的气体，这一过程中，使用催化剂来提高氢气产率，并减少焦油副产品的生成；

4、气体净化单元：利用液态气体凝结器，有效去除气体中的水分和杂质，提高氢气的纯度；

5、气体过滤单元：采用多级过滤技术，结合可再生和一次性气体过滤器，以不同的微米等级去除过程中产生的固体污染物，确保最终产生的氢气满足储存和运输的严格标准；

6、集成控制系统：整个设备采用集成控制系统，实时监测和调整各个单元的运行状态，确保整个气体过滤过程的高效和稳定。

7、作为一种优化的技术方案，所述预处理单元的结构包括：

8、热解反应器：是密封的高温容器，由耐热材料制成，能够承受热解过程中的高温；

9、催化剂载体：位于热解反应器内部，用于均匀分布催化剂，以提高反应效率；

10、加热系统：包括外部加热元件和内部热交换器，确保反应器内部达到所需的高温；

11、进料系统：包括生物质的储存、输送和计量装置，确保生物质能够连续且均匀地送入反应器；

12、气体收集系统：用于收集热解过程中产生的气体，包括冷凝器和分离器，以分离和纯化氢气。

13、作为一种优化的技术方案，所述气体净化单元的部件组成如下：

14、液态气体凝结器：是一个紧凑型的凝结器，能够有效去除氢气中的水分和杂质；

15、进气口和出气口：凝结器设有专门的进气口和出气口，用于气体的进出；

16、凝结介质：采用熔喷介质技术，能够在低压差下实现液态气体的高效分离；

17、净化控制系统：包括压力和温度传感器，以及与之相连的控制器，用于监控和调节凝结器的运行状态。

18、作为一种优化的技术方案，所述气体过滤单元的部件组成如下：

19、多级过滤器：包括一系列不同微米等级的过滤器，用于逐步去除固体污染物；

20、可再生过滤器：能够清洗和再利用，用于捕获较大的颗粒；

21、一次性过滤器：用于捕获较小的颗粒，使用后需更换；

22、连接管道：将各级过滤器串联起来，确保气体顺利流动；

23、过滤控制系统：监控过滤器的压力和流量，确保过滤效率。

24、作为一种优化的技术方案，所述集成控制系统的部件组成如下：

25、中央控制单元：包括多个微处理器或plc(可编程逻辑控制器)，作为集成控制系统的核心；

26、传感器阵列：用于实时监测各个单元的运行状态，包括温度、压力、流量；

27、执行器：包括阀门、泵，用于根据控制指令调整过程参数；

28、通信网络：将传感器、执行器和中央控制单元连接起来，确保数据和控制指令的传输。

29、作为一种优化的技术方案，在生物质制氢用气体过滤设备的预处理单元中，加热系统、进料系统和气体收集系统是关键组件，它们的组成部件如下：

30、加热系统：加热系统包括外部加热元件和内部热交换器，确保反应器内部达到所需的高温，可以采用锥形喷射床反应器(csbr)进行快速热解，通过镍基商业催化剂在流化床反应器中进行蒸汽重整；

31、进料系统：进料系统包括生物质的储存、输送和计量装置，确保生物质能够连续且均匀地送入反应器；

32、气体收集系统：气体收集系统用于收集热解过程中产生的气体，包括冷凝器和分离器，以分离和纯化氢气。

33、作为一种优化的技术方案，在气体过滤单元中，多级过滤器、可再生过滤器和一次性过滤器采用不同的材料和结构来实现对氢气中固体污染物的有效去除，结构组成如下：

34、多级过滤器：多级过滤器由一系列具有不同孔径大小的过滤介质组成，以逐步去除不同大小的颗粒，过滤介质可以采用金属网、合成纤维或者高效率颗粒过滤材料中的一种或多种；

35、可再生过滤器：可再生过滤器设计用于捕获较大的颗粒，可以通过清洗或者再生过程来重复使用，可再生过滤器可以采用不锈钢、陶瓷中的一种或多种，可以承受清洗和再生过程中的高温和化学物质的影响；

36、一次性过滤器：一次性过滤器用于捕获更小的颗粒，并且在使用一段时间后需要更换，一次性过滤器可以采用玻璃纤维、聚四氟乙烯(ptfe)中的一种或多种，具有高过滤效率和良好的化学稳定性。

37、作为一种优化的技术方案，所述液态气体凝结器采用sepralyte液态气体凝结器，所述sepralyte液态气体凝结器的凝结介质为聚丙烯，所述sepralyte液态气体凝结器介质的外径为8英寸，所述sepralyte液态气体凝结器的介质长度为40英寸，所述sepralyte液态气体凝结器的装配长度为60英寸。

38、本发明所具有的有益效果是：

39、在预处理单元中，通过对催化剂的优化，可以显著提高氢气的产率，同时减少焦油和其他有害气体的生成；液态气体凝结器的使用，是对传统气体净化技术的一大突破，能够有效提高氢气的纯度和产量；通过多级过滤技术，可以更有效地去除气体中的杂质，保证氢气的高纯度，为后续的储存和运输提供了保障。

技术特征：

1.一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于，设备包括以下部件：

2.根据权利要求1所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：所述预处理单元的结构包括：

3.根据权利要求1所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：所述气体净化单元的部件组成如下：

4.根据权利要求1所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：所述气体过滤单元的部件组成如下：

5.根据权利要求1所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：所述集成控制系统的部件组成如下：

6.根据权利要求2所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：在生物质制氢用气体过滤设备的预处理单元中，加热系统、进料系统和气体收集系统是关键组件，它们的组成部件如下：

7.根据权利要求4所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：在气体过滤单元中，多级过滤器、可再生过滤器和一次性过滤器采用不同的材料和结构来实现对氢气中固体污染物的有效去除，结构组成如下：

8.根据权利要求3所述的一种生物质制氢用气体过滤设备，其特征在于：所述液态气体凝结器采用sepralyte液态气体凝结器，所述sepralyte液态气体凝结器的凝结介质为聚丙烯，所述sepralyte液态气体凝结器介质的外径为8英寸，所述sepralyte液态气体凝结器的介质长度为40英寸，所述sepralyte液态气体凝结器的装配长度为60英寸。

技术总结本发明属于气体过滤技术领域，具体是一种生物质制氢用气体过滤设备，设备包括以下部件：预处理单元、气体净化单元、气体过滤单元、集成控制系统，本发明所具有的有益效果是在预处理单元中，通过对催化剂的优化，可以显著提高氢气的产率，同时减少焦油和其他有害气体的生成；液态气体凝结器的使用，是对传统气体净化技术的一大突破，能够有效提高氢气的纯度和产量；通过多级过滤技术，可以更有效地去除气体中的杂质，保证氢气的高纯度。技术研发人员：沈伟,蒋孝友,赵长元,朱正虎,许志权受保护的技术使用者：江苏凯能机械设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9