【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于制氢，涉及一种生物质协同处理制氢系统及方法。
技术介绍
1、对各类生物质的资源化处理通常是将各类生物质制成氢气，为化工、煤矿、交通等重点领域的提供绿色能源。
2、目前，现有的生物质制氢常采用厌氧制氢菌直接进行生物质厌氧发酵制氢，利用有机底物通过厌氧微生物的作用分解制取氢气，例如，公开号为cn103421678a，专利技术名称为一种生物质发酵制混合氢烷的系统及生产方法，使用生物发酵法生产甲烷和氢气，其中制氢反应器为中温连续流搅拌式反应器(cstr)，制甲烷反应器为中温上流式厌氧污泥床(uasb)反应器，对木质纤维素、粪污、市政污泥等有机废弃物蒸气爆破预处理后，送入制氢反应器中生物发酵生产氢气，然后将部分反应底物送入制甲烷反应器中进行厌氧发酵生产甲烷气体，氢气和甲烷气混合后经提纯得到精产物氢烷混合气，又例如，公开号为cn109609352a，专利技术名称为一种生物质发酵制氢制甲烷的系统，使用生物质进行发酵生产氢气和甲烷，在对秸秆、污泥等纤维素类生物质糖化降解预处理后，送往制氢反应器进行厌氧发酵制氢，从制氢反应器中抽取反应后的反应液进入制甲烷反应器。
3、然而，由于生物质原料的种类繁杂且厌氧微生物对不同生物质原料的偏好性不同，采用上述单一的厌氧发酵制氢方式，易造成在使用不同生物质原料进行厌氧发酵制氢时效率差异较大，使得氢产量的低、稳定性差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物质协同处理制氢系统及方法，能够在使用多种生物质原料进行厌氧发
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种生物质协同处理制氢系统及方法的具体技术方案如下：
3、一种生物质协同处理制氢系统，包括：
4、预处理模块，用于将多种生物质原料破碎混合后形成混合物，并调配混合物含水率和ph值；
5、厌氧发酵模块，用于对来自预处理模块的混合物进行厌氧发酵，使其产生消化液和粗沼气；
6、净化提纯模块，用于对来自厌氧发酵模块的粗沼气进行脱硫、脱硝、脱碳处理，使得粗沼气提纯后得到生物天然气；
7、热解气化模块，用于对多种生物质原料进行热解气化反应产生热解气，并使热解气燃烧为来自净化提纯模块的生物天然气的热解反应提供热能，反应后产生含有氢气、一氧化碳与二氧化碳的混合气体；
8、脱碳模块，用于对来自热解气化模块的混合气体进行变压吸附分离，得到氢气，并分离出二氧化碳。
9、本专利技术的特点还在于：
10、其中热解气化模块包括：
11、原料磁选设备，用于去除进入热解气化模块的多种生物质原料中的金属；
12、热解气化炉，与原料磁选设备连接，用于使来自原料磁选设备的多种生物质原料进行热解气化反应产生热解气；
13、二燃室制氢炉，与热解气化炉连通，二燃室制氢炉内设置有反应管，反应管的一端连接有进气管的一端，反应管的另一端位于二燃室制氢炉外部，进气管的另一端位于二燃室制氢炉外部且用于引入生物天然气，进气管内位于二燃室制氢炉外部的位置设置有蒸气发生器，蒸气发生器用于产生水蒸气参与生物天然气的热解反应。
14、其中热解气化炉内从上到下依次水平设置有多个搅拌轴，每个搅拌轴上设置有多个搅拌杆，每个搅拌轴连接有驱动电机。
15、其中进气管位于二燃室制氢炉外部的位置缠绕设置有加热管，进气管内位于加热管与二燃室制氢炉之间的位置设置有阻隔器。
16、其中反应管为波浪结构。
17、其中还包括：
18、烟气处理模块，用于对来自热解气化模块的热解气燃烧产生的烟气进行进行脱酸与除尘；
19、空气换热模块，用于将烟气处理模块中的烟气与脱碳模块中混合气体的热量引入对空气与生物天然气进行预热，其中一部分空气用于厌氧发酵模块中为厌氧反应供热，另一部分空气用于热解气化模块中多种生物质原料进行加热与烘干脱水。
20、其中还包括：
21、有机肥生产模块，用于对来自厌氧发酵模块的消化液进行固液分离，分离出的固体进行好氧发酵生产固体有机肥，液体用于生产液体有机肥。
22、一种生物质协同处理制氢方法，包含以下步骤：
23、将多种生物质原料加入预处理模块中进行破碎混合，使其形成混合物，然后调配混合物含水率和ph值；
24、将混合物加入厌氧发酵模块中进行厌氧发酵，使其产生消化液和粗沼气；
25、将粗沼气加入净化提纯模块，进行脱硫、脱硝、脱碳处理，使得粗沼气提纯后得到生物天然气；
26、将多种生物质原料加入原料磁选设备去除其内的金属，然后加入热解气化炉中进行热解气化反应产生热解气，热解气进入二燃室制氢炉中燃烧加热反应管，同时，将生物天然气引入进气管与蒸气发生器产生的水蒸气混合，然后经过加热管与阻隔器的两次加热之后进入反应管中进行热解反应，反应后产生含有氢气、一氧化碳与二氧化碳的混合气体；
27、将混合气体加入脱碳模块中进行变压吸附分离，得到氢气，并分离出二氧化碳。
28、其中加入预处理模块中的多种生物质原料为餐厨垃圾、畜禽粪污、污泥中中两种或三种，加入原料磁选设备中的多种生物质原料为生活垃圾与秸秆。
29、其中混合物的粒径为5～20mm、含固率为12～20wt％、ph值为6.8～7.2，厌氧发酵的温度为38～40℃、时间为35～40d。
30、本专利技术的一种生物质协同处理制氢系统及方法具有以下优点：
31、第一，通过将厌氧发酵和热解气化相结合，使得多种生物质原料能够被协同处理，避免了单一采用厌氧发酵时氢产量低、稳定性差的问题，同时，将厌氧发酵和热解气化相结合，也能利用热解气燃烧产生的热量作为制氢的热量来源，降低了制氢原料气的消耗，提高了能量的利用率。
32、第二，本专利技术开发了一种多元化产品利用模式，不仅可以对多种生物质原料进行处理，同时可产出多样产物，包括氢气、压缩二氧化碳、固体有机肥、液体有机肥、热解炉渣，利用方式丰富多样，具有优异的市场推广性。
33、第三，本专利技术实现了内部热源的充分利用，具有低能耗、经济、循环利用等优点。
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1.一种生物质协同处理制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述热解气化模块(5)包括：
3.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述热解气化炉(501)内从上到下依次水平设置有多个搅拌轴(5012)，每个所述搅拌轴(5012)上设置有多个搅拌杆，每个所述搅拌轴(5012)连接有驱动电机。
4.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述进气管(5031)位于二燃室制氢炉(503)外部的位置缠绕设置有加热管(5033)，所述进气管(5031)内位于加热管(5033)与二燃室制氢炉(503)之间的位置设置有阻隔器(5034)。
5.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述反应管(5038)为波浪结构。
6.根据权利要求1所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，还包括：
8.一种生物质协同处理制氢方法，其特征在于，采用如权利
9.根据权利要求8所述生物质协同处理制氢方法，其特征在于，加入预处理模块(1)中的多种生物质原料为餐厨垃圾、畜禽粪污、污泥中中两种或三种，加入原料磁选设备(502)中的多种生物质原料为生活垃圾与秸秆。
10.根据权利要求8所述生物质协同处理制氢方法，其特征在于，所述混合物的粒径为5～20mm、含固率为12～20wt％、pH值为6.8～7.2，所述厌氧发酵的温度为38～40℃、时间为35～40d。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质协同处理制氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述热解气化模块(5)包括：
3.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述热解气化炉(501)内从上到下依次水平设置有多个搅拌轴(5012)，每个所述搅拌轴(5012)上设置有多个搅拌杆，每个所述搅拌轴(5012)连接有驱动电机。
4.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述进气管(5031)位于二燃室制氢炉(503)外部的位置缠绕设置有加热管(5033)，所述进气管(5031)内位于加热管(5033)与二燃室制氢炉(503)之间的位置设置有阻隔器(5034)。
5.根据权利要求2所述的生物质协同处理制氢系统，其特征在于，所述反应管(...
【专利技术属性】
技术研发人员：路延，李文涛，刘玮，高丽娟，牛东圣，柴宝华，周治，冉龙飞，董颖涛，陈康，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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