一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化的工艺及装置
专利汇可以提供一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化的工艺及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的 生物 质 气化 的工艺及装置，生物质气化的工艺过程为：生物质和气化剂反应产生的挥发分通过气化腔上部 侧壁 的出气孔以及气化腔的外部侧壁与泡罩的内部侧壁之间的气体通道鼓入熔盐内进行初级重整除焦，从熔盐内逸出的初级重整除焦后的挥发分流入镍基催化剂颗粒床层进行再次重整除焦，经过二次除焦后的挥发分进入到 冷凝器 中除去可凝性气体（即焦油和多余的 水 蒸气）后，在集气袋内收集得到富氢 合成气 。本发明的装置对生物质原料的适应性较好，生物质气化和镍基催化剂与熔盐多级脱焦的耦合，既能有效的解决生物质气化过程中产生的焦油副产物的问题，又可显著提高气化系统内的 能量 利用率。，下面是一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化的工艺及装置专利的具体信息内容。
1.一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：包括气化剂发生装置、生物质进料装置、产品收集装置、气化脱焦反应器（5）以及套设于气化脱焦反应器（5）的外侧用于加热的加热炉（6），气化脱焦反应器（5）通过顶部的气体产物出口（504）与产品收集装置由管路连接，气化脱焦反应器（5）内部底壁固定设置有上部开口的气化腔，所述气化腔与气化脱焦反应器（5）之间的环隙空间内盛装熔盐（507），气化腔外侧设置有泡罩（505）且气化腔的上部开口与泡罩（505）顶部内壁之间固定连接；所述泡罩（505）的上部外侧固定设置有用于放置镍基催化剂的凹型托盘构件（505-4），凹型托盘构件（505-4）上放置有镍基催化剂颗粒床层（506）；所述气化腔的上部侧壁设有若干等高的出气孔（11），出气孔（11）在所述气化腔的上部侧壁呈均匀环向分布，所述出气孔（11）与凹型托盘构件（505-4）均位于熔盐（507）的液面上方，所述泡罩（505）的下端浸没在熔盐（507）内部；
所述气化剂发生装置的出气口和生物质进料装置的出料口均与气化腔的内部空间相连通，气化剂和生物质在气化腔内发生气化反应产生的挥发分从出气孔（11）流出，并通过气化腔外壁和泡罩内壁之间的气体通道鼓入熔盐（507）内，然后流过凹型托盘构件（505-4）上的镍基催化剂颗粒床层，并最终从气化脱焦反应器（5）顶部的气体产物出口（504）流出。
2.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
所述凹型托盘构件（505-4）包括固定设置于泡罩（505）上部外侧的托盘板以及固定设置于托盘板上表面的外周边缘处的环形腔壁，所述环形腔壁的外部侧壁与气化脱焦反应器（5）内壁之间配合紧密贴触，所述托盘板上开设若干供气体流通的筛孔（504-11），所述凹型托盘构件（505-4）与泡罩（505）上部侧面之间的空间内填充有镍基催化剂颗粒床层，镍基催化剂颗粒的粒径大于所述筛孔（504-11）的孔径；从熔盐（507）内逸出的气体通过所述筛孔（504-11）流入镍基催化剂颗粒床层，并最终从气化脱焦反应器（5）顶部的气体产物出口（504）流出。
3.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
泡罩（505）的外侧自下而上间隔设置至少3块气体挡板，气体挡板均浸没在熔盐（507）内部，每块气体挡板的外周边均与气化脱焦反应器（5）内壁之间均配合紧密贴触，且每块气体挡板上均设有供气体流动的气体通道口（505-12），相邻两块气体挡板上的气体通道口（505-
12）在垂直方向上交错设置。
4.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
所述产品收集装置包括冷凝器（7）、液体产物储罐（8）、湿式气体流量计（9）和集气袋（10），冷凝器（7）入口与气化脱焦反应器（5）顶部的气体产物出口（504）由管路连接，冷凝器（7）的液体出口和液体产物储罐（8）由管路连接，冷凝器（7）的气体出口通过湿式气体流量计（9）与集气袋（10）由管路连接。
5.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
所述气化剂发生装置包括气体钢瓶（1）、水储罐（2）、蠕动泵（3）和汽化室（4），水储罐（2）通过蠕动泵（3）与汽化室（4）的液体进口由管路连接，气体钢瓶（1）的出气口与汽化室（4）的气体进口由管路连接，汽化室（4）的气体出口与气化腔的内部空间相连通，汽化室（4）内得到的水蒸气被气体钢瓶（1）排出的气体携带进入气化腔的内部空间内。
6.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
所述生物质进料装置包括顶端、底端均设置开口的进料管（501），进料管（501）固定设置在气化脱焦反应器（5）上，所述进料管（501）上自上而下间隔设置有第一球阀和第二球阀，所述第二球阀设置于气化脱焦反应器（5）的上方，所述进料管（501）的下端伸入至气化腔的内部空间内。
7.如权利要求6所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
气化脱焦反应器（5）上还固定设置有气化剂进气管（502），所述气化脱焦反应器（5）顶部和泡罩（505）顶部一并设有用于插入气化剂进气管（502）的管道插孔、用于插入热电偶（503）的热电偶插孔以及用于插入进料管（501）的进料管插孔（505-6），气化剂进气管（502）、热电偶（503）和进料管（501）的下端插入至气化腔的内部空间内，热电偶（503）上部接线端与温度显示仪进行连接，气化剂进气管（502）上端与气化剂发生装置的出气口连接。
8.如权利要求1所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，其特征在于：
所述气化腔的底部为锥形底结构，且所述气化腔的最底部通接有螺旋出灰管（508），使生物质与气化剂反应产生的灰分固体容易沿着气化腔内部底壁的斜面滑落至螺旋出灰管（508）内，并通过螺旋出灰管（508）排出。
9.一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化工艺，其特征在于包括以下过程：
1）分别对气化脱焦反应器（5）和汽化室（4）进行加热；
2）通过蠕动泵（3）将去离子水输送到汽化室（4）内汽化产生水蒸气，气体钢瓶（1）排出的空气输送至汽化室（4）内与水蒸气混合形成气化剂，气化剂进入气化脱焦反应器（5）的气化腔内，同时通过进料管（501）向气化脱焦反应器（5）的气化腔内输送颗粒状的生物质，气化剂和生物质在气化脱焦反应器（5）的气化腔内发生气化反应，产生含有可凝性焦油的挥发分气体和灰分固体；
3）气化脱焦反应器（5）的气化腔内流出的含有可凝性焦油的挥发分气体，通过气化腔上部侧壁的出气孔（11）以及气化腔的外壁与泡罩（505）的内壁之间的气体通道鼓入熔盐（507）内进行初级重整除焦，并通过泡罩（505）侧部外侧的气体挡板上的气体通道口（505-
12）从熔盐（507）内逸出，从熔盐（507）内逸出的气体通过凹型托盘构件（505-4）的托盘板上的筛孔（504-11）流入镍基催化剂颗粒床层进行再次重整除焦，经过二次除焦后的气体进入到冷凝器（7）中除去可凝性气体后，在集气袋（10）内收集得到富氢合成气。
10.如权利要求9所述的一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化工艺，其特征在于：所述生物质为木屑、秸秆、玉米芯、果壳、稻草中的至少一种，生物质颗粒的形状为片状、球状或柱状；气化脱焦反应器（5）的气化腔内进行气化反应的温度为720～780℃，所述镍基催化剂由氧化铝载体及负载在氧化铝载体上的Ni金属组成；所述熔盐为碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾的共熔体，所述碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾的质量比为30 35 : 30 35 : 32 38。
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一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化的工艺及装置
技术领域
背景技术
发明内容
2）通过蠕动泵将去离子水输送到汽化室内汽化产生水蒸气，气体钢瓶排出的空气输送至汽化室内与水蒸气混合形成气化剂，气化剂进入气化脱焦反应器的气化腔内，同时通过进料管向气化脱焦反应器的气化腔内输送颗粒状的生物质，气化剂和生物质在气化脱焦反应器的气化腔内发生气化反应，产生含有可凝性焦油的挥发分气体和灰分固体；
3）气化脱焦反应器的气化腔内流出的含有可凝性焦油的挥发分气体，通过气化腔上部侧壁的出气孔以及气化腔的外壁与泡罩的内壁之间的气体通道鼓入熔盐内进行初级重整除焦，并通过泡罩侧部外侧的气体挡板上的气体通道口从熔盐内逸出，从熔盐内逸出的气体通过凹型托盘构件的托盘板上的筛孔流入镍基催化剂颗粒床层进行再次重整除焦，经过二次除焦后的气体进入到冷凝器中除去可凝性气体后，在集气袋内收集得到富氢合成气。
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图3为图2中的泡罩的截面结构示意图；
图4为图3中泡罩外侧的第一气体挡板的俯视图；
图5为图3中泡罩外侧的第二气体挡板的俯视图；
图6为泡罩与其外侧的凹型托盘构件连接结构俯视图；
图7为含有可凝性焦油的挥发分气体在气化腔外部的气化脱焦反应器5内的流动轨迹示意图；
图中：1-气体钢瓶，2-水储罐，3-蠕动泵，4-汽化室，5-气化脱焦反应器，6-加热炉，7-冷凝器，8-液体产物储罐，9-湿式气体流量计，10-集气袋，501-进料管，502-气化剂进气管，
503-热电偶，504-气体产物出口，505-泡罩，506-镍基催化剂颗粒床层，507-熔盐，508-螺旋出灰管，505-1-第一气体挡板，505-2-第二气体挡板，505-3-第三气体挡板，505-4-凹型托盘构件，505-5-管道插孔，505-6-进料管插孔，505-7-热电偶插孔，505-12-气体通道口，
504-11-筛孔，11-出气孔。
具体实施方式
一种镍基催化剂强化熔盐脱焦的生物质气化装置，包括气化剂发生装置、生物质进料装置、产品收集装置、气化脱焦反应器5以及套设于气化脱焦反应器5的外侧用于加热的加热炉6，气化脱焦反应器5通过顶部的气体产物出口504与产品收集装置由管路连接。
12在垂直方向上交错设置。
505-3上的气体通道口505-12均靠近于气化脱焦反应器5的内部侧壁设置，第二气体挡板
505-2上的气体通道口505-12靠近于泡罩505的外部侧壁设置，由此第一气体挡板505-1、第二气体挡板505-2和第三气体挡板505-3上的气体通道口505-12在垂直方向上交错设置，有利于气体在熔盐内部均匀分散。对照图7，在气化脱焦反应器5的气化腔内产生的含有可凝性焦油的挥发分气体，在气化腔外部的气化脱焦反应器5内的流通轨迹示意图如图7所示，可以看出挥发分气体在气化腔外部的气化脱焦反应器5内均匀分散。
6，气化剂进气管502、热电偶503和进料管501的下端插入至气化腔的内部空间内，热电偶
503上部接线端与温度显示仪进行连接，气化剂进气管502上端与汽化室4的气体出口连接。
1）分别对气化脱焦反应器5和汽化室4进行加热；
2）通过蠕动泵3将去离子水输送到汽化室4内汽化产生水蒸气，气体钢瓶1排出的空气输送至汽化室4内与水蒸气混合形成气化剂，气化剂进入气化脱焦反应器5的气化腔内，同时通过进料管501向气化脱焦反应器5的气化腔内输送颗粒状的生物质，气化剂和生物质在气化脱焦反应器5的气化内发生气化反应，产生挥发分气体和灰分固体，所述挥发分中含有可凝性焦油；
3）气化脱焦反应器5的气化腔内逸出的挥发分气体，通过气化腔上部侧部的出气孔11以及气化腔的外壁与泡罩505的内壁之间的气体通道鼓入熔盐507内进行初级重整除焦，并通过泡罩505侧部外侧的气体挡板上的气体通道口505-12从熔盐507内逸出，从熔盐507内逸出的气体通过凹型托盘构件505-4的托盘板上的筛孔504-11流入镍基催化剂颗粒床层进行再次重整除焦，经过二次除焦后的挥发分气体进入到冷凝器7中除去可凝性气体（即焦油和多余的水蒸气）后，在集气袋10内收集得到富氢合成气。
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