[发明专利]一种生物质化学链气化制清洁合成气的方法及装置

权利要求书

1.一种生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

在移动床燃料反应器（1）中，生物质在来自载氧体料仓（5）的氧化态载氧体的加热和氧化作用下进行热解反应和气化反应，生成气态产物、半焦和还原态载氧体；

所述气态产物经第一百叶窗（1a）进入移动床重整反应器（2）中，所述气态产物中的焦油和二氧化碳在来自再生器（8）的催化剂的加热和催化作用下进行焦油二氧化碳重整反应，同时利用所述催化剂形成的移动颗粒床层捕集所述气态产物中的粉尘，得到的清洁合成气由设置在所述移动床重整反应器（2）内的第二百叶窗（2a）和气体通道（2b）引出；

其中，

移动床燃料反应器（1）中的半焦和还原态载氧体进入提升管空气反应器（3）下部的燃烧段（3a），所述燃烧段（3a）为密相流化床燃烧段，以为气体和固体提供足够的停留时间以使半焦充分燃烧及氧化态载氧体加热至所需的温度，所述还原态载氧体被通入的热空气氧化为氧化态载氧体，半焦被热空气燃尽生成灰分和热烟气，燃烧放出的热量加热氧化态载氧体，然后氧化态载氧体和灰分进入提升管空气反应器（3）上部的提升段（3b）被热烟气和通入的热空气提升至第一气固分离器（4）；含尘烟气和氧化态载氧体在第一气固分离器（4）中被分离，其中含尘烟气经除尘和回收热量后排空，氧化态载氧体进入载氧体料仓（5），然后再返回移动床燃料反应器（1），形成第一循环回路；

移动床重整反应器（2）中的捕集了粉尘的积炭催化剂进入提升器（6）中被空气提升至第二气固分离器（7）；含尘尾气和积炭催化剂在第二气固分离器（7）中被分离，其中含尘尾气经除尘后排空，积炭催化剂进入再生器（8），与通入的热空气和辅助燃料燃烧再生，燃烧放出的热量加热再生后的催化剂，然后再返回移动床重整反应器（2）的反应室，形成第二循环回路；

所述方法还包括通过控制进入所述移动床燃料反应器（1）的氧化态载氧体的温度及氧化态氧载体循环速率与生物质进料速率的比以控制移动床燃料反应器（1）的温度。

2.根据权利要求1所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述生物质为能源作物。

3.根据权利要求2所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述生物质为农业废弃物或林业废弃物。

4.根据权利要求1所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述生物质的颗粒粒度为0.1-3mm。

5.根据权利要求1所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述载氧体是铜基载氧体、铁基载氧体、镍基载氧体中的一种或其中两种的复合载氧体；和/或所述催化剂为焦油二氧化碳重整催化剂。

6.根据权利要求5所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述催化剂是镍钙基复合氧化物催化剂或镍镁基复合氧化物催化剂或镍铈基复合氧化物催化剂。

7.根据权利要求5所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，所述载氧体的颗粒粒度为0.1-0.8mm；所述焦油二氧化碳重整催化剂的颗粒粒度为0.4-0.8mm。

8.根据权利要求1所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，

其中进入移动床燃料反应器（1）的氧化态载氧体的温度为900-950℃，进入移动床燃料反应器（1）的氧化态载氧体循环速率与生物质进料速率比为（15-50）：1。

9.根据权利要求1所述的生物质化学链气化制清洁合成气的方法，其特征在于，还包括：

当所述提升管空气反应器（3）中的燃烧不足以将氧化态载氧体加热到进入移动床燃料反应器（1）的温度时，通过在提升管空气反应器（3）底部的燃烧段（3a）中添加辅助燃料，利用辅助燃料的燃烧来补充热量。