一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及CO2固定方法与流程

技术特征：
1.一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)化学链气化过程：在保护气n2吹扫下，两段固定床反应器按照升温程序达到反应温度，待炉体环境稳定后，将预处理后的载氧体铁矿石和生物质分别放在上、下两段反应管中，将上下反应管从外反应管的两端同时插入，在迅速升温过程中，下段反应器产生热解气和生物质焦，热解气与下管所通入的水蒸气混合后通过载氧体床层，利用载氧体中包含的晶格氧进行化学链气化反应；(2)co2固定过程：co2固定反应器按照升温程序达到反应温度，待炉体环境稳定后，通入气化所得气体，其中的co2被cao固定生成caco3，同时未完全反应的热解气在cao处发生二次反应，最终产物经过冷阱冷却和变色硅胶干燥后排出，得到高浓度h2作为清洁燃料；(3)载氧体回收过程：待反应结束后，保持双层固定床反应器温度不变，通入空气，将还原态的载氧体氧化，恢复晶格氧，用于后续化学链气化实验的循环使用；(4)cao回收过程：待反应结束后，将co2固定反应器的固体产物进行高温煅烧，重新得到cao固定剂，用于后续co2固定实验的循环使用。2.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述的载氧体为铁矿石，其化学成分的质量百分比如下：fe2o3:40％-60％、sio2:32.64％、cao:4％-13％、al2o3:0.4％-1.8％、mgo:3.5-5％。3.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述的载氧体铁矿石的预处理方法为筛分选取60目以下的铁矿石放入马弗炉内，设置温度从室温以3℃/min的升温速率至450℃，恒温1h，使其获得多孔结构，待铁矿石冷却后作为新鲜载氧体使用。4.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述的生物质废弃物化学成分的质量百分比如下：c:35％-50％、s:0.1％-0.5％、n:0.05％-1％、h:4％-7％、m
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:50％-60％、a
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:0.1％-10％、v
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:65％-80％、fc
ad
:10％-20％。5.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述高含水生物质的预处理方法为在105℃烘箱内干燥10h后，破碎筛分到60目以下。6.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述的两段固定床反应器，下段反应器以10℃/min的速度持续升温到700℃，上段反应器以10℃/min的速度持续升温到700℃-900℃。7.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述保护气n2流量为200ml/min。8.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(1)中所述水蒸气为干燥高含水生物质中所得的水分，并以0.1ml/min的速度从下反应管通入到双层固定床反应器中参与气化反应。9.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(2)中所述的co2固定反应器以10℃/min的速度持续升温到500℃。10.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，
其特征在于：步骤(3)中所述的通入空气流量为200ml/min。11.根据权利要求1所述的一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及co2固定方法，其特征在于：步骤(4)中所述的caco3煅烧温度为900℃。

技术总结
本发明公开了一种高含水生物质废弃物的化学链气化制氢及CO2固定方法，以高含水生物质废弃物为研究对象，实现废弃物的资源化利用。先对高含水生物质废弃物进行杀菌、干燥处理，所得水蒸气用于后续气化反应。在两段固定床反应器上，生物质在下段床层的高温环境下生成热解气和生物质焦，热解气和通入的水蒸气在上段载氧体床层进行气化反应，产物进入CO2固定装置被固定成CaCO3，并发生二次反应，最终得到高浓度H2作为清洁燃料。所得清洁燃料和生物质焦为系统提供能量，降低工艺成本。通过高温煅烧回收固定剂，并收集到高浓度CO2。本发明充分利用高含水生物质废弃物中的水分，有望提高制氢效率，降低能量投入和CO2捕集成本，实现废弃物的绿色可持续发展。弃物的绿色可持续发展。弃物的绿色可持续发展。


技术研发人员：崔丽杰 张思娜 孟敏
受保护的技术使用者：滨州魏桥国科高等技术研究院
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2022/11/18