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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种基于化学链的生物质油气联产装置及方法；包括热解炉、化学链气化反应器以及冷凝装置；热解炉顶部设有第一旋风分离器；燃料反应室侧面与第二螺旋进料器连通，底部设有流化气管道入口，氧化反应室的侧面连接氧化气管道入口，顶部连接第一旋风分离器；生物质与载氧体在热解反应器发生热解反应，热解气经过冷凝装置冷却后生物油存储在储油罐同时不凝结气体被排出，固体产物进入燃料反应室气化，反应后在流化气的作用下产物进入氧化反应室，在水蒸气的氧化条件下生成富氢气化气，同时载氧体经过气固分离重新进入热解反应器。该装置及方法采用生物质作为原料，通过梯级利用同时制备生物油与气化气，提高生物质的利用品质。

主权项：1.一种基于化学链的生物质油气联产方法，其特征在于采用生物质油气联产装置实现；所述生物质油气联产装置包括生物质热解反应器（2）、化学链气化反应器、第一旋风分离器（10）、第二旋风分离器（11）、冷凝装置和流化气管道；所述化学链气化反应器分为燃料反应室（8）和氧化反应室（9）；所述冷凝装置包括冷凝器（4）和储油罐（5）；所述流化气管道包括可互通的：不凝结热解气管道Ⅰ、流化气主管道Ⅱ、气化气分管道Ⅲ和CO2管道Ⅳ；所述燃料反应室（8）的底部设有布风板（7），并连接流化气主管道Ⅱ；所述生物质热解反应器（2）的顶壁具有两个接口，第一个接口通过管路依次连通冷凝器（4）和储油罐（5），第二个接口连接第一旋风分离器（10）的底部；所述储油罐（5）上部连接不凝结热解气管道Ⅰ；所述氧化反应室（9）的顶部通过管路连通第一旋风分离器（10）的侧气体入口；第一旋风分离器（10）顶部气体出口连通第二旋风分离器（11）的侧气体入口，第二旋风分离器（11）顶部气体出口通过气化气主管道Ⅴ连接气化气分管道Ⅲ；所述生物质热解反应器（2）内相对应的侧壁上，自上而下交错设置有多块向下倾斜、且相互间隔的挡料板（3）；所述生物质热解反应器（2）底部设置有用于将反应后的固体产物送到燃料反应室（8）的螺旋输料器（6）；所述生物质热解反应器（2）上侧壁设置有第一螺旋进料器（1）；所述燃料反应室（8）的侧壁设置有第二螺旋进料器（12）；所述氧化反应室（9）侧壁设有水蒸气入口管道，以向上45°接入，水蒸气由蒸汽发生器产生；所述生物质油气联产方法包括如下步骤：步骤一：第二螺旋进料器（12）将载氧体颗粒装入燃料反应室（8）作为床料，将床料预热至800-900℃；打开蒸汽发生器，使水蒸气充满整个氧化反应室（9）并保持稳定；打开流化气主管道Ⅱ上的流化气阀门，使载氧体颗粒在生物质热解反应器（2）与气化反应器间稳定循环流动，通过调整流化气流量控制生物质热解反应器（2）的温度始终维持在400-500℃；步骤二：将生物质原料从第一螺旋进料器（1）进入生物质热解反应器（2）中进行热解，载氧体从第一旋风分离器（10）的底部进入生物质热解反应器（2），在下落过程中倾斜的挡料板（3）增强生物质和载氧体的接触与导热；在载氧体的催化调质作用下，生物质裂解为生物质炭和热解气，反应后固体产物从生物质热解反应器（2）底部通过螺旋输料器（6）进入气化反应器，热解气从生物质热解反应器（2）的顶部进入冷凝器（4）进行冷凝，被冷凝成液态的生物质油存储在储油罐中，不凝结气体通过不凝结热解气管道Ⅰ连接流化气主管道Ⅱ进入气化反应器；步骤三：燃料反应室（8）底部设有布风板（7），固体产物和流化气在燃料反应室（8）中气化，从而转化为H2、CO、CO2和CH4小分子，同时生物质炭与流化气中的CO2和H2O进行氧化还原反应；步骤四：进入燃料反应室（8）后的水蒸气不仅与生物质炭发生反应，同时将部分被还原的载氧体氧化，燃料反应室（8）反应生成的气化气和固体产物进入氧化反应室（9），在水蒸气的氧化作用下，还原的载氧体继续被氧化以及水蒸气转化为H2，同时在氧化反应室（9）发生水煤气反应，生成富氢气化气，发生的化学反应式为： 步骤五：反应后的产物进入第一旋风分离器（10）进行分离，载氧体从第一旋风分离器（10）底部重新进入生物质热解反应器（2），气体和生物质灰进入第二旋风分离器（11），经过分离后从第二旋风分离器（11）底部收集生物质灰，第二旋风分离器（11）的气体出口再引入气化反应器中作为流化气，并从中抽取一部分气体作为气化气产物。

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