專利名稱：一種生物質制氫裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制備氫氣的裝置，具體是一種生物質制氫裝置。
背景技術：
氫能具有資源豐富、來源多樣、可儲存、可再生等諸多優點，它已被普遍認為是一種最理想的新世紀無污染的綠色能源。目前，各種礦物燃料制造氫是制氫最主要的方法，但其為不可再生能源，儲量有限，且制氫過程中會對生態環境造成嚴重破壞。生物質具有資源豐富、可再生、環境友好的特點，而且可實現凈二氧化碳的零排放。開發利用生物質制氫對建立可持續的能源系統，解決人類所面臨的能源危機和環境危機，促進國民經濟發展和保護生態環境具有重要的意義。一種廣泛研究的生物質制氫方法是先將生物質快速熱裂解、冷卻獲取生物油，然 后再將獲得的生物油水蒸氣催化重整制取氫氣。該工藝過程中存在幾點不足之處1、快速熱裂解產生的不可凝氣體處理困難，如果將它排放到空氣中則會危害人體健康并污染環境；如果將它優化利用又不經濟，因為其中的有效氣體成分含量偏低。2、將生物油先冷卻，水蒸氣催化重整時又要加熱，熱量損失嚴重。3、生物粘性大，容易在催化劑表面結焦而使催化劑失效。4、氫氣的總體產率不高，最高產率在36°/Γ49%之間。并且在該工藝過程中必須使用生物制氫裝置，現有的生物制氫裝置通常需要采用催化器來對原料進行催化裂解，設備使用時間長了之后容易出現催化器失效的問題；而且，現有的生物制氫裝置中，熱裂解產生的解吸氣也沒有得到較好的利用。
實用新型內容本實用新型提供了一種生物質制氫裝置，解決了以往氫氣制備過程中容易導致催化劑失效，產生的解吸氣缺乏利用，同時用于制氫的原料不可再生，成本較高的問題。本實用新型為解決技術問題主要通過以下技術方案實現一種生物質制氫裝置，包括依次通過管道連通的氣化爐、分離器、脫硫變換塔、氣液分離緩沖罐以及至少3個凈化塔，所述氣化爐與分離器的連通的管道上設有換熱器，所述脫硫變換塔與氣液分離緩沖罐的連通的管道上設有冷凝器，所述氣液分離緩沖罐與凈化塔的連通的管道上設有壓縮機。所述壓縮機與凈化塔之間的管道上設有閥門。在與凈化塔的出口相連通的管道上設有閥門。所述凈化塔的進口處設有與凈化塔相連通的解吸氣緩沖罐，所述解吸氣緩沖罐的出口與氣化爐相連通。所述凈化塔與解吸氣緩沖罐之間的管道上設有閥門。本實用新型與現有技術相比具有以下優點和有益效果(I)本實用新型的制氫原料為生物質，屬可再生資源，來源廣泛易得，從而保證了成本較低。(2)本實用新型在氣化過程中無需添加任何催化劑，屬于直接熱裂解，減少了催化劑的還原過程，減少了氣化過程中的不確定因素，保證氣化的順利進行。(3)本實用新型在制氫過程中會產生解吸氣，解吸氣主要包括H2以及少量的014和CO2,解吸氣返回氣化爐，為氣化爐提供燃燒原料，使資源得到了充分利用。
圖I為本實用新型的結構示意圖。附圖中所對應的附圖標記為1、氣化爐，2、換熱器，3、分離器，4、脫硫變換塔，5、冷凝器，6、氣液分離緩沖罐，7、壓縮機，8、凈化塔，9、解吸氣緩沖罐。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。 實施例如圖I所示，本實用新型包括依次通過管道連通的氣化爐I、分離器3、脫硫變換塔4 (即脫硫塔)、氣液分離緩沖罐6以及至少3個凈化塔8，其中3個以上的凈化塔8并聯后作為一個整體與氣液分離緩沖罐6連通，氣化爐I與分離器3的連通的管道上設有換熱器2，脫硫變換塔4與氣液分離緩沖罐6的連通的管道上設有冷凝器5，氣液分離緩沖罐6與凈化塔8的連通的管道上設有壓縮機7。本實施例的壓縮機7與凈化塔8之間的管道上設有閥門。本實施例的產品與凈化塔8的出口相連通的管道上設有閥門。 本實施例的凈化塔8的進口處設有與凈化塔8相連通的解吸氣緩沖罐9，所述解吸氣緩沖罐9的出口與氣化爐I相連通。本實施例的凈化塔8與解吸氣緩沖罐9之間的管道上設有閥門。本實施例的工作原理如下將生物質原料如棉桿、麥桿、花生殼等經粉碎壓縮成型后與少量的蒸汽混合進入氣化爐I，在氣化爐I的管程中快速加熱到90(Tll00°C時，生物質原料在少量水蒸汽的環境下發生高溫熱裂解反應，生成大量的氫氣、一氧化碳、二氧化碳，少量的甲烷、氮氣、焦油、硫化物等組分，該過程在本實施例提供的生物制氫裝置的氣化爐中進行，在氣化爐中無需添加任何催化劑，屬于直接熱裂解，減少了催化劑的還原過程，也減少了氣化過程中的不確定因素，保證氣化的順利進行；氣化后的灰分包括大量的粉塵、鈣鹽、鉀鹽等固體物質儲存在氣化爐I的底部，氣體部分從氣化爐側面進入換熱器2換熱至22(T30(TC，經過分離器3進一步分離固體物質后與少量蒸汽混合后進入脫硫變換塔4，在脫硫變換塔4內主要是脫除少量的硫化物和將混合氣體中的一氧化碳經過變換反應(C0+H20=C02+H2)進一步提高氫氣含量；變換后的氣體經冷凝器5冷卻至常溫后進入氣液分離緩沖罐6，在氣液分離緩沖罐6中除去液態水后，氣體部分進入壓縮機 加壓至>0. 6Mpa時進入凈化塔8，凈化塔8中裝有多種不同吸附劑如硅膠、氧化鋁、3A分子篩等，其主要目的是吸附氣體中的大量二氧化碳、少量的甲烷和一氧化碳還有部分氣態水份，產品氫氣從凈化塔8頂部排出，少量的氫氣、甲烷、二氧化碳等從塔化塔底經解吸、逆放至解吸氣緩沖罐9，然后經過緩沖罐9的緩沖后送氣化爐殼程燃燒供熱。[0025] 如上所述，則能很好地實現本實用新型。
權利要求1.一種生物質制氫裝置，其特征在于包括依次通過管道連通的氣化爐(I)、分離器(3)、脫硫變換塔(4)、氣液分離緩沖罐(6)以及至少3個凈化塔(8)，所述氣化爐(I)與分離器(3)的連通的管道上設有換熱器(2)，所述脫硫變換塔(4)與氣液分離緩沖罐(6)的連通的管道上設有冷凝器(5)，所述氣液分離緩沖罐(6)與凈化塔(8)的連通的管道上設有壓縮機(7)。
2.根據權利要求I所述的一種生物質制氫裝置，其特征在于所述壓縮機(7)與凈化塔(8)之間的管道上設有閥門。
3.根據權利要求I所述的一種生物質制氫裝置，其特征在于在與凈化塔(8)的出口相連通的管道上設有閥門。
4.根據權利要求I所述的一種生物質制氫裝置，其特征在于所述凈化塔(8)的進口處設有與凈化塔(8 )相連通的解吸氣緩沖罐(9 )，所述解吸氣緩沖罐(9 )的出口與氣化爐(I) 相連通。
5.根據權利要求4所述的一種生物質制氫裝置，其特征在于所述凈化塔(8)與解吸氣緩沖罐(9 )之間的管道上設有閥門。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質制氫裝置。該裝置包括依次通過管道連通的氣化爐(1)、分離器(3)、脫硫變換塔(4)、氣液分離緩沖罐(6)以及至少3個凈化塔(8)，所述氣化爐(1)與分離器(3)的連通的管道上設有換熱器(2)，所述脫硫變換塔(4)與氣液分離緩沖罐(6)的連通的管道上設有冷凝器(5)，所述氣液分離緩沖罐(6)與凈化塔(8)的連通的管道上設有壓縮機(7)。本實用新型采用上述結構，無需添加任何催化劑，減少了催化劑的還原過程，同時能有效地利用解吸氣，降低成本。
文檔編號C10J3/84GK202558621SQ201220208559
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者鐘婭玲, 曾啟明, 鐘雨明, 陳天洪 申請人:四川亞連科技有限責任公司