[发明专利]一种生物质热化学转化集成系统及应用

说明书

本发明提供一种生物质热化学转化集成系统及应用，该发明的生物质热化学转化集成系统包括以下几个部分，生物质热裂解/催化热裂解模块，生物油催化加氢精制模块，热解炭还原/催化还原热解气中CO₂制备CO模块，CO加氢制备油品模块。采用本发明的热化学转化集成系统可以将生物质中几乎全部碳组分转化为油品或者化学品。本发明涉及的系统极大地提高了生物质热化学转化利用过程的碳原子利用率，减少了CO₂生成与排放，提升了生物质热化学转化的环保性和经济性，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于环保能源技术领域，具体涉及一种生物质热化学转化集成系统及应用。

背景技术

燃料和化学品需求量加剧，环保要求日益严苛驱动了可再生能源清洁利用的研究进程。生物质资源由于储量丰富易得，可再生等优势受到越来越多的关注。热化学转化被认为是最有效的生物质利用途径之一，由于具有广泛的应用前景成为了目前学术界和产业界的研究热点。生物质快速热裂解是生物质热化学转化的主要技术之一，该技术是指生物质原料在隔绝空气或少量空气的条件下，采用中等反应温度，很短的蒸汽停留时间，对生物质进行快速的热解制备生物油的过程。生物质热裂解产生的热解气中含有大量的CO₂，同时产生了大量的热解炭，这导致了生物质资源碳利用率较低。针对传统生物质快速热裂解过程碳原子利用率低的问题，本发明提出了提高生物质碳利用率的生物质热化学转化集成系统，该系统的利用将极大地提高热化学转化过程中生物质的碳原子利用率，同时减少温室气体CO₂的生成和排放，提升了生物质热化学转化过程的环保性和经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质热化学转化集成系统及应用，所述的集成系统可以提高生物质中碳原子的利用率，减少CO₂生成和排放，同时生产无硫无氮的清洁油品和化学品。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物质热化学转化集成系统，该系统由以下几个模块组成：生物质热裂解/催化热裂解模块，生物油催化加氢精制模块，热解炭还原/催化还原热解气中CO₂制备CO模块，CO加氢制备油品模块。

所述生物质热裂解/催化热裂解模块由原料储存仓、生物质预处理系统、热解反应器、载气系统、生物油收集系统、热解气净化收集系统、生物炭收集系统和尾气循环系统组成。

所述生物油加氢精制模块由生物油进料系统、氢气供气系统、加氢精制反应器、产物分离收集系统和尾气循环系统组成。

所述热解炭还原/催化还原热解气中CO₂制备CO模块由生物炭预处理进料系统、热解气进料系统、气化反应器、灰分收集系统、气相产物净化及收集系统和尾气循环系统组成。

所述CO加氢制备油品模块由气体组分调变系统、气体原料供气系统、加氢反应器、产物分离及收集系统和尾气循环系统组成。

该系统每个模块协同工作，促进了碳原子利用率的提升，提高了热能的利用效率，减少了温室气体的生成和排放，提高了热化学转化过程的经济性和环保性。

本发明还提供了一种生物质热化学转化集成系统的应用，使用上述的生物质热化学转化集成系统，可以将生物质原料依次经过热裂解/催化热裂解、热解油催化加氢精制、热解炭还原热解气和碳氧化物加氢反应，通过生物质热化学转化集成系统各模块之间协同配合将生物质中几乎全部碳组分转化为油品和化学品。

该系统通过以下方式进行工作：

1)生物质原料在生物质热裂解/催化热裂解模块中分解生成生物油、热解气和热解炭；