一种生物质气化供热联产氢能的装置及方法与流程

技术特征：
1.一种生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：包括进料器（1）、炭气联产气化炉（2）、燃烧器（3）、锅炉（4）、炭汽反应器（5）、导热油换热器（6）、引风机（7）、出炭螺旋器（8）、烟筒（9）和脱二氧化碳器（10），所述进料器（1）与炭气联产气化炉（2）的进料口连接，所述炭气联产气化炉（2）的出炭口连接出炭螺旋器（8），所述炭气联产气化炉（2）的可燃气出口与燃烧器（3）的进口相连，所述燃烧器（3）的出口与锅炉（4）相连，所述锅炉（4）的烟气出口与导热油换热器（6）相连，所述导热油换热器（6）的烟气出口与引风机（7）相连，所述引风机（7）的出口与烟筒（9）相连；所述锅炉（4）的蒸汽出口与炭汽反应器（5）的蒸汽入口（5
‑
4）相连，所述导热油换热器（6）的导热油出口（5
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7）与炭汽反应器（5）的导热油入口（5
‑
3）相连，所述导热油换热器（6）的导热油进口与炭汽反应器（5）的导热油出口（5
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7）相连，所述出炭螺旋器（8）的出口与炭汽反应器（5）的进炭口（5
‑
1）相连，所述炭汽反应器（5）的富氢出口（5
‑
10）与脱二氧化碳器（10）的进口相连。2.根据权利要求1所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：所述炭汽反应器（5）包括壳体（5
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2）、高温热管（5
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6）和旋转布汽装置，所述壳体（5
‑
2）上设置有导热油夹套，多个所述高温热管（5
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6）位于壳体（5
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2）内侧，且所述高温热管（5
‑
6）的一端与壳体（5
‑
2）的导热油夹套内部连通；所述旋转布汽装置包括减速电机（5
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5）、旋转接头、蒸汽主管（5
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8）和蒸汽支管（5
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9），所述减速电机（5
‑
5）与旋转接头连接，所述旋转接头上开设有与其内腔连通的蒸汽入口（5
‑
4），所述旋转接头与蒸汽主管（5
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8）连通，所述旋转布汽装置连接在壳体（5
‑
2）的顶盖中心，且旋转布汽装置的蒸汽主管（5
‑
8）从顶盖中心孔伸入到壳体（5
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2）的内部，所述蒸汽主管（5
‑
8）上连通有多个蒸汽支管（5
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9）；所述壳体（5
‑
2）的顶盖上开设有与壳体（5
‑
2）内侧连通的进炭口（5
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1）和富氢出口（5
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10），所述壳体（5
‑
2）的外侧面上部开设有与壳体（5
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2）的导热油夹套内部连通的导热油入口（5
‑
3），所述壳体（5
‑
2）的外侧面底部开设有与壳体（5
‑
2）的导热油夹套内部连通的导热油出口（5
‑
7）。3.根据权利要求2所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：所述导热油换热器（6）的导热油出口（5
‑
7）通过导热油管道与炭汽反应器（5）的导热油入口（5
‑
3）相连，所述导热油管道上设置有流量调节阀。4.根据权利要求3所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：所述锅炉（4）蒸汽出口通过蒸汽管道与炭汽反应器（5）的蒸汽入口（5
‑
4）相连，所述蒸汽管道上设置有流量调节阀。5.根据权利要求2所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：所述炭汽反应器（5）的导热油夹套内部和壳体（5
‑
2）内部均设置有热电偶，所述热电偶用于测量导热油的温度和壳体（5
‑
2）内部的反应温度。6.根据权利要求2所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：多个所述高温热管（5
‑
6）均匀并间隔的分布在壳体（5
‑
2）的导热油夹套上。7.根据权利要求6所述的生物质气化供热联产氢能的装置，其特征在于：多个所述蒸汽支管（5
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9）均匀并间隔的分布在蒸汽主管（5
‑
8）上。8.一种生物质气化供热联产氢能的方法，其特征在于：包括：步骤（1）、生物质气化：生物质通过进料器（1）送入炭气联产气化炉（2），在炭气联产气化炉（2）中发生气化反应，气化得到混合气体，同时得到生物质炭；步骤（2）、热燃气的燃烧、供热：步骤（1）得到的热燃气送入燃烧器（3）燃烧后通入锅炉
（4），锅炉（4）产生蒸汽，一路蒸汽用于供热，另外一路蒸汽提供给炭汽反应器（5），锅炉（4）烟气出口的高温烟气进入导热油换热器（6），加热导热油换热器（6）内的导热油，经过换热后的烟气从导热油换热器（6）的烟气出口进入引风机（7），引风机（7）将烟气通过烟筒（9）排出；步骤（3）、炭汽反应制氢：步骤（1）得到的生物质炭通过出炭螺旋器（8）送入炭汽反应器（5）的进炭口（5
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1），生物质炭进入炭汽反应器（5）的壳体（5
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2）内部，步骤（2）中锅炉（4）产生的一路蒸汽进入炭汽反应器（5）的蒸汽入口（5
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4），且蒸汽依次通过旋转接头、蒸汽主管（5
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8）以及多个蒸汽支管（5
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9）进入炭汽反应器（5）的壳体（5
‑
2）内部，蒸汽均匀布入生物质炭中，同时，高温导热油从导热油换热器（6）的导热油出口（5
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7）流向炭汽反应器（5）的导热油入口（5
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3），高温导热油进入壳体（5
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2）的导热油夹套中和高温热管（5
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6）中，将热量快速传至生物质炭中，在炭汽反应器（5）中经过炭汽反应得到富氢气体，富氢气体从炭汽反应器（5）的富氢出口（5
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10）流向脱二氧化碳器（10），脱二氧化碳器（10）脱除二氧化碳，最终得到氢气；将从炭汽反应器（5）的导热油出口（5
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7）流出的导热油输送至导热油换热器（6）的导热油进口，实现导热油的循环流动。9.根据权利要求8所述的生物质气化供热联产氢能的方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，高温导热油从导热油换热器（6）的导热油出口（5
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7）流出，并通过导热油管道流向炭汽反应器（5）的导热油入口（5
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3），该导热油管道上设置有流量调节阀，通过控制流量调节阀从而控制导热油的流量，进而控制炭汽反应器（5）中导热油的温度。

技术总结
本发明公开一种生物质气化供热联产氢能的装置及方法，包括炭气联产气化炉、燃烧器、锅炉、炭汽反应器、导热油换热器、引风机、出炭螺旋器和脱二氧化碳器，进炭气联产气化炉连接出炭螺旋器，炭气联产气化炉的可燃气出口连接燃烧器，燃烧器连接锅炉，锅炉的烟气出口连接导热油换热器，导热油换热器的烟气出口连接引风机；锅炉的蒸汽出口连接炭汽反应器，导热油换热器的导热油出口连接炭汽反应器的导热油入口，导热油换热器的导热油进口连接炭汽反应器的导热油出口，出炭螺旋器连接炭汽反应器的进炭口，炭汽反应器的富氢出口连接脱二氧化碳器。该装置及方法实现了生物质气化清洁供热的同时得到氢能，显著提高了经济效益和环境效益。益。益。


技术研发人员：周建斌 章一蒙 马欢欢 陈登宇 王亮才
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2021.07.05
技术公布日：2021/9/9