[发明专利]一种生物质微波热解气化方法及系统

权利要求书

1.一种生物质微波热解气化方法，所述方法包括如下内容：

（1）生物质原料经预热后进入微波热解反应器，在含氧气体存在下进行氧化热解反应；

（2）步骤（1）得到的热解产物进入微波裂解反应器进行裂解反应，反应后得到裂解粗合成气和固相物料；

（3）步骤（2）得到的固相物料进入生物焦微波气化反应器，在气化气存在条件下进行反应，得到气化粗合成气和活性炭；

（4）步骤（2）得到的裂解粗合成气和步骤（3）得到的气化粗合成气进入原料预热罐对步骤（1）中的生物质原料进行预热，经过换热后的粗合成气进一步进行气固分离；

（5）步骤（4）中气固分离后得到的气相物料进入净化反应器，经过净化反应器内的膜过滤器处理后得到净化合成气；

步骤（5）中所述膜过滤器中使用的膜为内置涂层的陶瓷膜；所述内置涂层的陶瓷膜是通过涂层造孔修饰改性而成，涂层包括活性组分、支撑体组分和助剂， 其中，所述的活性组分为氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化锆、氧化锰、氧化钙中的一种或几种；所述的支撑体组分为氧化铝、橄榄石、铁矿石、白云石、凹凸棒石中的一种或几种；所述的助剂为氧化钛、氧化铜、氧化镁、氧化铈、氧化镧中的一种或几种；

所述内置涂层的陶瓷膜通过如下方法进行制备：

（51）将涂层粉末原料与酸性造孔剂混合，混合均匀后得到物料A，再将物料A与水混合，然后进行研磨处理，得到酸性涂膜浆料；

（52）将涂层粉末原料与碱性造孔剂混合，混合均匀后得到物料B，再将物料B与水混合，然后进行研磨处理，得到碱性涂膜浆料；

（53）将陶瓷膜放入溶液C中浸泡处理，所述溶液C为有机溶剂，为乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、乙二醇、二氧六环、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或几种；

（54）将步骤（53）处理后的陶瓷膜加入酸性浆料中处理60～120s，然后在加入至碱性浆料中处理60～120s，然后进行烧结处理。

2.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（1）中所述生物质原料预热温度为120～220℃，预热时间为2～10min。

3.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（1）中所述的氧化热解反应温度为500～800℃，压力为-2000～-200Pa，时间为2～10min，微波功率密度为0.2×10⁵～2×10⁵W/m³。

4.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（1）中所述的含氧气体为氧气、空气、氧气与氮气的混合气、氧气与烟气的混合气、氧气与惰性气体的混合气中的一种或几种，所述混合气中氧气的体积分数为5%～30%，含氧气体的流量0.05～0.5m³/h。

5.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（2）中所述的裂解反应温度为800～1000℃，裂解焦油空速为0.05～0.3h^-1，微波功率密度为0.5×10⁵～2×10⁵W/m³。

6.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（3）中所述生物焦微波气化反应器中的气化温度为500～800℃，气化气空速为0.05～0.5h^-1，微波功率密度1×10⁵～5×10⁵W/m³。

7.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（3）中所述气化气为水蒸气、二氧化碳、空气、氧气中的一种或几种组合。

8.按照权利要求1所述生物质微波热解气化方法，其特征在于：步骤（3）中所述生物焦微波气化反应器的气化过程中加入活化剂，所述活化剂为磷酸、氯化锌、氯化铁、碳酸钾、碳酸钠中的一种或几种。