[发明专利]一种秸秆快速气化的方法

说明书

技术领域

本发明属于能源转化技术领域，涉及秸秆气化的方法。

背景技术

秸秆是农作物重要副产品，同时也是工、农业生产的重要生产资源，农作物秸秆可用作肥料、饲料、生活燃料及工业生产的原料等多种用途，但是，近年来秸秆产量随着粮食等主产品单位产量的不断提高而迅速增加，而且传统的秸秆利用方式逐渐被弱化和淘汰，大量剩余秸秆的处理成为农业生产凸显的问题，一些农民采取了最简单的处理方式—焚烧和随意堆弃，不仅浪费了宝贵的资源，而其带来的各种危害令人始料不及，造成大气污染、土壤矿化、火灾和交通事故等大量社会经济和生态问题，成为政府关心，社会关注、舆论关切的热点和难点。秸秆资源数量多，开发价值大，大力推广农作物秸秆综合利用技术对于农业和农村发展具有重要意义。

近年来随着国民经济的快速发展，我国对石油资源增长，我国石油对外依存度逐年增加，解决石油资源不足问题的根本出路在于开发利用包括生物质在内的各种可再生能源。农林废弃物是地球上最普遍的一种洁净而又可再生的能源，其原料资源量而广，可开发潜力巨大。生物质气化技术在此基础上发展，不但能带来经济效益，而且还能促进环保的发展，前景非常看好。

随着微波技术的不断发展和成熟，通过微波热解气化生物质制备生物合成气的研究已经受到了广泛的关注。采用微波加热，不仅加热速率快，致使过程效率高，而且通过减少气化系统的O₂用量，降低气化过程的CO₂生成量，生成的合成气具有更高的有效气浓度，特别是更高的H/C比，低O₂消耗也使气体生成效率更高。这种富氢、高有效组分浓度的合成气也更适合合成气生物合成应用。

发明内容

本发明的目的提供了一种秸秆快速气化的方法，该方法工艺简单，气化快速，所得燃气焦油含量低，H₂和CO的含量高。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种秸秆快速气化的方法，其特征是包括以下步骤。

（1）按Ni/ Al₂O₃催化剂: 秸秆=1:1～1:10的质量比，称取催化剂，置于与石英三口瓶热解气体出口连接的U型石英管内作为催化剂床层，另称取5～10kg微波吸收剂加入石英杯作为微波吸收床层。

（2）将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英杯中，置于微波热解仪器中，加热至800～1100℃，快速添加秸秆至石英三口瓶，同时通入高热水蒸气，产生的热解气体在抽气泵作用下，经过U型石英管催化剂催化重整，冷凝去除焦油、水和灰，可连续获得燃气。

本发明所述的微波吸收剂为碳化硅。

本发明比较已有的热解技术，具有以下优点。

（1）本发明通过微波吸收床层的热传递和物料吸波双重加热效果，使反应物快速升到目标温度，大大缩短了气化时间，提高了热解气产率；石英三口瓶热解气体出口连接的U型石英管内催化剂床层的引入充分发挥了外部催化的优势，对了热解气体进行有效催化重整，有效降低焦油含量，同时显著提高了H₂和CO的含量。

（2）石英三口瓶热解气体出口连接的U型石英管内催化剂床层的引入充分发挥了外部催化的优势，延长催化剂使用寿命，对了热解气体进行有效催化重整，有效降低焦油含量，同时显著提高了H₂和CO的含量。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实施例1。

将8kg碳化硅加入石英杯，20g Ni/ Al₂O₃催化剂置于与石英三口瓶连接装的U型石英管中，将石英三口瓶以及与其连接装有催化剂的U型石英管埋入装有微波吸收剂的石英杯中，置于微波热解仪器中，固定功率升温至950℃，从进料口快速添加100g秸秆至石英三口瓶，同时通入高热水蒸气，继续保持950℃催化热解气化至反应完全，产生的热解气体在抽气泵作用下，经过U型石英管催化剂催化重整，冷凝去除焦油、水和灰，可连续获得燃气，气化效率82%，气体中焦油含量1.0g/Nm³，氢气、一氧化碳和甲烷含量为92%。

实施例2。