气制备的反应条件，实现微波能的合理及尚效利用，提尚合成气品质。
[0023]气化反应器残渣(包括积碳失活催化剂及半焦)、气固分离装置收集的残渣及补充的新鲜催化剂一起进入燃烧炉，加热催化剂并使催化剂再生，产生的高温烟气进入气化反应器的机壳夹层，依次加热重整、气化和烘焙段，余热用于预热空气，实现了生物质全组分最大化利用及能量最优化利用。
[0024]按照本发明的另一方面，提供一种生物质热解气化制备合成气的装置，其包括三个独立并连续的空间以可分别实现生物质热解气化中的生物质的低温烘焙、高温催化气化和微波重整，从而获得高品质的合成气，其特征在于，该装置包括:
[0025]筒体状的双轴螺旋热解反应器，其内部同轴设置有螺旋轴和套设在该螺旋轴上的螺旋叶片，其一端开有与生物质给料器连通的进料口，中部设置高温催化剂给料口，末段布置微波辐射源，后部设置热解气出口，以在筒体内轴向形成连续的三段空间；
[0026]燃烧炉，其设置在所述双轴螺旋热解反应器，用于将经微波重整后产生的固体焦炭及失活催化剂，并通入预热的空气后进行充分燃烧，以产生通过所述高温催化剂给料口可循环进入双轴螺旋热解反应器中作为高温催化气化阶段发挥载热及催化效应的固体，同时产生高温气体；
[0027]烟气分离器，其与所述燃烧炉连通，所述高温气体通过其进行烟气分离，以得到用于通入双轴螺旋热解反应器中提供各反应阶段热量的气体，以及得到用于预热空气的高温烟气。
[0028]作为本发明的改进，所述双轴螺旋热解反应器筒壁设置有夹空层，所述提供各反应阶段热量的气体通过通入该夹空层实现。
[0029]本发明中，热解气化装置为一种双轴螺旋反应器，双轴螺旋热解气化反应器，主要包括机壳、机盖、生物质进口、催化剂进口、热解气出口、排渣口及微波辐射源等。机壳采用夹层结构，外侧两端设有高温烟气进、出口，内部设有烟气通道，末段底部设置排渣口。机盖位于机壳上部，前段设有生物质进口，中段设有催化剂进口，后段布置微波辐射源，并设有热解气出口。双螺旋轴贯穿整个反应区，用于物料的混合及输送，通过内外热结合的方式调节各反应器内各部分温度，合理的实现烘焙、催化气化及微波重整三个反应阶段。
[0030]本发明中，还包括燃烧炉、烟气分离器、空气预热器、引风机等，燃烧炉用于含碳固体的燃烧，产物经烟气分离器后得到高温烟气和高温催化剂分别进入热解反应器供热，烟气余热进入空气预热器，加热来自引风机的空气后再次送入燃烧炉用于燃烧，实现系统的物质利用最大化和能量利用最优化。
[0031]本发明中，采用烟气换热(外加热)、微波辅助加热(外加热)、高温催化剂供热(内加热)等方式结合供能，通过调节螺旋轴转速、烟气入口温度、烟气流速、高温催化剂给料量等因素协同控制热解反应器内各部分温度。
[0032]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:本发明相比现有技术的优点在于:
[0033]1、本发明的工艺结合生物质的烘焙特性、半焦的气化特性、焦油的催化裂解特性及粗合成气的重整特性，将生物质气化制备合成气过程中的烘焙、气化及重整过程有机结合，使各个反应阶段在同一装置中不同炉段相对独立且连续进行，简化了生物质气化制备合成气的工艺系统，并提高了系统的气化效率。
[0034]2、本发明的工艺将烟气换热(外加热)、微波辅助加热(外加热)、高温催化剂供热(内加热)等方式有机结合，提供烘焙、气化和重整所需的适宜反应温度，实现三段反应一体化和能量利用最优化，同时考虑空气预热等过程的能量需求，充分利用系统余热，实现了能量梯级利用。
[0035]3、本发明的相较于传统的单轴螺旋反应器，双轴螺旋热解反应器增加原料处理规模的同时可加强物料内部的传热传质效果，有利于提高气化系统的能源利用效率。
[0036]4、本发明的工艺中烘焙阶段产生的H2O和CO2等气体作为后续气化和重整阶段的反应介质，物料由螺旋轴连续输送并进行气化反应，末端排出的含碳固体(包括失活催化剂及灰渣等)与部分原料进行混合燃烧，用于系统供热，实现了生物质全组分的最大化利用。
[0037]5、本发明的反应装置中微波场作用于半焦和催化剂，利用其非热效应，强化半焦气化和焦油催化重整反应，同时利用其热效应形成有利于合成气制备的反应条件，实现了微波能的经济、高效利用。
[0038]总之，本发明通过分级处理生物质原料、催化气化及微波辅助气化等方法以提高产品气中合成气的浓度，降低CH4、CO2及焦油含量，是制备高品质合成气的一种有效方法。本发明把生物质原料依次通过烘焙、气化及重整阶段转化为清洁的二次能源，一方面可以解决环境污染问题。另一方面可以减少对化石能源的依赖，减少对环境的影响。本发明简单、高效、节能、经济和工程实现性强，提高了整个气化系统的能量转化率并保证了系统的稳定性，适用于秸杆、锯末等生物质原料气化制备高品质合成气。
【附图说明】
[0039]图1是按照本发明实施例所构建的生物质热解气化制备合成气的装置的结构示意图；
[0040]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1、生物质给料器，2、反应器进料口，3、螺旋轴，4、螺旋叶片，5、双轴螺旋热解反应器，6、烟气分离器，7、高温催化剂给料口，8、燃烧炉，9、微波辐射源，10、高温烟气进口，11、热解气出口，12、低温烟气出口，13、反应器夹层，14、引风机，15、空气预热器，16、新鲜催化剂，17、含碳固体进口，18、排澄口，19、气固分离器，20、合成气出口。
【具体实施方式】
[0041]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0042]如图1所示，按照本发明实施例所构建的生物质热解气化制备合成气的装置包括生物质给料器1、双轴螺旋热解反应器5，烟气分离器6、燃烧炉8及空气预热器15。双轴螺旋热解反应器5主要包括螺旋轴3、螺旋叶片4及反应器夹层13，前部设置反应器进料口 2，中部设置高温催化剂给料口 7，末段布置微波辐射源9，后部设置热解气出口 11。
[0043]双轴螺旋热解气化反应器5包括机壳、机盖、生物质进口 2、催化剂进口 7、热解气出口 11、排渣口 18及微波辐射源9等。机壳采用夹层结构，外侧两端设有高温烟气进、出口，内部设有烟气通道，末段底部设置排渣口。机盖位于机壳上部，前段设有生物质进口 2，中段设有催化剂进口 7，后段布置微波辐射源9，并设有热解气出口 11。双螺旋轴贯穿整个反应区，用于物料的混合及输送，通过内外热结合的方式调节反应器内各部分温度，合理实现烘焙、催化气化及微波重整反应阶段。
[0044]燃烧炉8用于含碳固体的燃烧，产物经烟气分离器6后得到高温烟气和高温催化剂分别进入热解反应器5，烟气余热进入空气预热器15，加热来自引风机的空气后再次送入燃烧炉用于燃烧，实现系统的物质利用最大化和能量利用最优化。
[0045]原料经生物质给料器I进入双轴螺旋热解反应器5，在双螺旋轴3作用下输送，依次经历低温烘焙、高温气化及微波重整