专利名称：一种生物质制氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制备氢气的装置，具体是一种生物质制氢装置。
背景技术：
氢能具有资源丰富、来源多样、可储存、可再生等诸多优点，它已被普遍认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源。目前，各种矿物燃料制造氢是制氢最主要的方法，但其为不可再生能源，储量有限，且制氢过程中会对生态环境造成严重破坏。生物质具有资源丰富、可再生、环境友好的特点，而且可实现净二氧化碳的零排放。开发利用生物质制氢对建立可持续的能源系统，解决人类所面临的能源危机和环境危机，促进国民经济发展和保护生态环境具有重要的意义。一种广泛研究的生物质制氢方法是先将生物质快速热裂解、冷却获取生物油，然 后再将获得的生物油水蒸气催化重整制取氢气。该工艺过程中存在几点不足之处1、快速热裂解产生的不可凝气体处理困难，如果将它排放到空气中则会危害人体健康并污染环境；如果将它优化利用又不经济，因为其中的有效气体成分含量偏低。2、将生物油先冷却，水蒸气催化重整时又要加热，热量损失严重。3、生物粘性大，容易在催化剂表面结焦而使催化剂失效。4、氢气的总体产率不高，最高产率在36°/Γ49%之间。并且在该工艺过程中必须使用生物制氢装置，现有的生物制氢装置通常需要采用催化器来对原料进行催化裂解，设备使用时间长了之后容易出现催化器失效的问题；而且，现有的生物制氢装置中，热裂解产生的解吸气也没有得到较好的利用。
实用新型内容本实用新型提供了一种生物质制氢装置，解决了以往氢气制备过程中容易导致催化剂失效，产生的解吸气缺乏利用，同时用于制氢的原料不可再生，成本较高的问题。本实用新型为解决技术问题主要通过以下技术方案实现一种生物质制氢装置，包括依次通过管道连通的气化炉、分离器、脱硫变换塔、气液分离缓冲罐以及至少3个净化塔，所述气化炉与分离器的连通的管道上设有换热器，所述脱硫变换塔与气液分离缓冲罐的连通的管道上设有冷凝器，所述气液分离缓冲罐与净化塔的连通的管道上设有压缩机。所述压缩机与净化塔之间的管道上设有阀门。在与净化塔的出口相连通的管道上设有阀门。所述净化塔的进口处设有与净化塔相连通的解吸气缓冲罐，所述解吸气缓冲罐的出口与气化炉相连通。所述净化塔与解吸气缓冲罐之间的管道上设有阀门。本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果(I)本实用新型的制氢原料为生物质，属可再生资源，来源广泛易得，从而保证了成本较低。(2)本实用新型在气化过程中无需添加任何催化剂，属于直接热裂解，减少了催化剂的还原过程，减少了气化过程中的不确定因素，保证气化的顺利进行。(3)本实用新型在制氢过程中会产生解吸气，解吸气主要包括H2以及少量的014和CO2,解吸气返回气化炉，为气化炉提供燃烧原料，使资源得到了充分利用。
图I为本实用新型的结构示意图。附图中所对应的附图标记为1、气化炉，2、换热器，3、分离器，4、脱硫变换塔，5、冷凝器，6、气液分离缓冲罐，7、压缩机，8、净化塔，9、解吸气缓冲罐。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 实施例如图I所示，本实用新型包括依次通过管道连通的气化炉I、分离器3、脱硫变换塔4 (即脱硫塔)、气液分离缓冲罐6以及至少3个净化塔8，其中3个以上的净化塔8并联后作为一个整体与气液分离缓冲罐6连通，气化炉I与分离器3的连通的管道上设有换热器2，脱硫变换塔4与气液分离缓冲罐6的连通的管道上设有冷凝器5，气液分离缓冲罐6与净化塔8的连通的管道上设有压缩机7。本实施例的压缩机7与净化塔8之间的管道上设有阀门。本实施例的产品与净化塔8的出口相连通的管道上设有阀门。 本实施例的净化塔8的进口处设有与净化塔8相连通的解吸气缓冲罐9，所述解吸气缓冲罐9的出口与气化炉I相连通。本实施例的净化塔8与解吸气缓冲罐9之间的管道上设有阀门。本实施例的工作原理如下将生物质原料如棉杆、麦杆、花生壳等经粉碎压缩成型后与少量的蒸汽混合进入气化炉I，在气化炉I的管程中快速加热到90(Tll00°C时，生物质原料在少量水蒸汽的环境下发生高温热裂解反应，生成大量的氢气、一氧化碳、二氧化碳，少量的甲烷、氮气、焦油、硫化物等组分，该过程在本实施例提供的生物制氢装置的气化炉中进行，在气化炉中无需添加任何催化剂，属于直接热裂解，减少了催化剂的还原过程，也减少了气化过程中的不确定因素，保证气化的顺利进行；气化后的灰分包括大量的粉尘、钙盐、钾盐等固体物质储存在气化炉I的底部，气体部分从气化炉侧面进入换热器2换热至22(T30(TC，经过分离器3进一步分离固体物质后与少量蒸汽混合后进入脱硫变换塔4，在脱硫变换塔4内主要是脱除少量的硫化物和将混合气体中的一氧化碳经过变换反应(C0+H20=C02+H2)进一步提高氢气含量；变换后的气体经冷凝器5冷却至常温后进入气液分离缓冲罐6，在气液分离缓冲罐6中除去液态水后，气体部分进入压缩机 加压至>0. 6Mpa时进入净化塔8，净化塔8中装有多种不同吸附剂如硅胶、氧化铝、3A分子筛等，其主要目的是吸附气体中的大量二氧化碳、少量的甲烷和一氧化碳还有部分气态水份，产品氢气从净化塔8顶部排出，少量的氢气、甲烷、二氧化碳等从塔化塔底经解吸、逆放至解吸气缓冲罐9，然后经过缓冲罐9的缓冲后送气化炉壳程燃烧供热。[0025] 如上所述，则能很好地实现本实用新型。
权利要求1.一种生物质制氢装置，其特征在于包括依次通过管道连通的气化炉(I)、分离器(3)、脱硫变换塔(4)、气液分离缓冲罐(6)以及至少3个净化塔(8)，所述气化炉(I)与分离器(3)的连通的管道上设有换热器(2)，所述脱硫变换塔(4)与气液分离缓冲罐(6)的连通的管道上设有冷凝器(5)，所述气液分离缓冲罐(6)与净化塔(8)的连通的管道上设有压缩机(7)。
2.根据权利要求I所述的一种生物质制氢装置，其特征在于所述压缩机(7)与净化塔(8)之间的管道上设有阀门。
3.根据权利要求I所述的一种生物质制氢装置，其特征在于在与净化塔(8)的出口相连通的管道上设有阀门。
4.根据权利要求I所述的一种生物质制氢装置，其特征在于所述净化塔(8)的进口处设有与净化塔(8 )相连通的解吸气缓冲罐(9 )，所述解吸气缓冲罐(9 )的出口与气化炉(I) 相连通。
5.根据权利要求4所述的一种生物质制氢装置，其特征在于所述净化塔(8)与解吸气缓冲罐(9 )之间的管道上设有阀门。
专利摘要本实用新型公开了一种生物质制氢装置。该装置包括依次通过管道连通的气化炉(1)、分离器(3)、脱硫变换塔(4)、气液分离缓冲罐(6)以及至少3个净化塔(8)，所述气化炉(1)与分离器(3)的连通的管道上设有换热器(2)，所述脱硫变换塔(4)与气液分离缓冲罐(6)的连通的管道上设有冷凝器(5)，所述气液分离缓冲罐(6)与净化塔(8)的连通的管道上设有压缩机(7)。本实用新型采用上述结构，无需添加任何催化剂，减少了催化剂的还原过程，同时能有效地利用解吸气，降低成本。
文档编号C10J3/84GK202558621SQ201220208559
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者钟娅玲, 曾启明, 钟雨明, 陈天洪 申请人:四川亚连科技有限责任公司