【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质资源化处理，具体涉及一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统及方法。
技术介绍
1、生物质主要由纤维素、半纤维素以及木质素组成，是唯一的含碳可再生资源，具备良好的高值能源化潜力。热解可以将生物质提质制备油、气、炭等三相产物，具有原料适应性强、反应速率快、二次污染少、能量自供给等多项优点，是目前较为成熟的工业化处置手段。生物质热解的气相挥发分中富含含氧不饱和组分，通过加氢脱氧以及缩合等反应可以制备芳烃、链烷烃等高品质液体燃料。
2、目前，传统生物质热化学制备高品质液体燃料工艺通常通过对生物质热解产物进行冷凝，再将冷凝后的生物油转移至水热反应体系合成产物，水热过程是生物油、催化剂和水或者有机溶剂的混合反应过程，往往还需要进一步的冷凝、过滤、分馏、萃取等操作，而冷凝再加热过程能耗高，且水热反应加氢过程通常需要几兆帕到十几兆帕的压力，因此传统工艺流程长、损失大、危险程度较高。
技术实现思路
1、根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统及方法，主要是气相在线常压加氢，用活性氢等离子体和气相热解产物发生催化加氢反应，整体的损失和耗能都更低，而且常压操作也更加安全。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，包括：
4、热解反应系统，包括热解反应器及设置在所述热解反应器上的热解气出口，所述热解反应器用于对生物质进行热
5、在线加氢系统，包括加氢反应器，所述加氢反应器上设置有加氢反应物入口、催化剂进口、氢等离子体生成器和加氢产物出口，所述加氢反应物入口与所述热解气出口通过热解气排出管道相连，所述催化剂进口用于加入催化剂，所述氢等离子体生成器用于生成氢等离子体，所述加氢反应器通过氢等离子体和催化剂对热解气进行在线催化加氢脱氧生成加氢产物并产生废旧催化剂，所述加氢产物出口用于排出加氢产物；
6、冷凝系统，包括冷凝槽，所述冷凝槽上设置有加氢产物进口、冷凝液体产物出口和不冷凝气出口，所述加氢产物进口与所述加氢产物出口连通，所述冷凝槽用于对加氢产物进行冷凝得到冷凝液体产物和不冷凝气，所述冷凝液体产物出口用于排出冷凝液体产物，所述不冷凝气出口用于排出不冷凝气。
7、进一步地，所述氢等离子体生成器为等离子体炬，所述等离子体炬上设置有氢气入口和等离子体喷口，所述氢气入口用于通入氢气，所述等离子体喷口设置在所述加氢反应器顶部，所述等离子体炬用于将氢气进行电离产生氢等离子体，所述氢等离子体通过所述等离子体喷口进入到所述加氢反应器中。
8、进一步地，所述加氢反应器下部设置有锥形腔。
9、进一步地，还包括第一排出管道，所述第一排出管道的顶端与所述加氢反应器的底部连通，所述第一排出管道的侧面设置有加氢产物出口，所述第一排出管道的底端设置有废旧催化剂出口。
10、进一步地，还包括第二排出管道和第三排出管道，加氢产物分为第一部分和第二部分，所述第二排出管道的一端与所述加氢产物出口相连，所述第二排出管道的另一端与所述加氢产物进口相连，以使第一部分的加氢产物排入到所述冷凝槽中，所述第二排出管道上设置有循环气出口，所述热解气排出管道上设置有循环气入口，所述第三排出管道的一端与循环气出口相连，且第三排出管道的另一端与循环气入口相连，以使第二部分的加氢产物进入到加氢反应器中进行循环加氢。
11、进一步地，所述第三排出管道上设置有压缩泵，所述压缩泵用于抽出第二部分的所述加氢产物。
12、进一步地，所述热解气出口和所述加氢反应物入口通过热解气排出管道相连，所述第三排出管道的另一端与所述热解气排出管道的中部相连以与所述加氢反应物入口相连。
13、进一步地，还包括催化剂再生系统，所述催化剂再生系统包括第四排出管道和催化剂再生反应器，所述第四排出管道的一端与所述第一排出管道的底端相连，且所述第四排出管道的另一端与所述催化剂再生反应器相连，以使废旧催化剂排入到所述催化剂再生反应器中，所述催化剂再生反应器用于除去废旧催化剂上的积碳以生成再生催化剂，所述催化剂再生反应器与所述加氢反应器相连以使再生催化剂排入到所述加氢反应器中。
14、进一步地，还包括旋风分离系统，所述旋风分离系统包括旋风分离器、热空气出口、气固混合流进口、第一再生催化剂出口和第二再生催化剂出口，所述旋风分离器用于分离出再生催化剂中混合的热空气以风干再生催化剂，旋风分离器生成第一部分的再生催化剂和第二部分的再生催化剂，所述催化剂再生反应器上设置有气固混合流出口，所述气固混合流进口与所述气固混合流出口通过第五管道相连以使再生催化剂进入到所述旋风分离器中，所述热空气出口用于排出热空气，所述第一再生催化剂出口与所述加氢反应器通过第六排出管道相连以使第一部分的再生催化剂进入所述加氢反应器中，所述第二再生催化剂出口用于第一部分的再生催化剂排出。
15、一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢方法，包括以下步骤：
16、生物质热解：将干燥生物质原料和干燥载气输入热解反应器，通过底部点火和控制风量的方式实现生物质热解和热量自供给，使生物质热解产生热解气和热解炭，热解气从热解气出口排出；
17、热解气在线加氢：热解气通过热解气排出管道从加氢反应物入口进入到加氢反应物，将催化剂从催化剂进口加入加氢反应器中，通过氢等离子体生成器生成氢等离子体，在加氢反应器内通过氢等离子体和催化剂对热解气进行在线催化加氢脱氧生成加氢产物并产生废旧催化剂，加氢产物出口用于排出加氢产物；
18、产物冷凝分离：加氢产物从加氢产物进口进入到冷凝槽，冷凝槽用于对加氢产物进行冷凝得到冷凝液体产物和不冷凝气，冷凝液体产物通过冷凝液体产物出口排出，不冷凝气通过不冷凝气出口排出。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
20、本专利技术提供的一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统及方法，通过利用氢等离子体作为反应氢源，在常压气相中实现生物质热解气的加氢脱氧，解决了传统工艺将生物质热解产物冷凝为生物油后，再进一步通过高压加氢体系实现加氢脱氧制备液体燃料过程中存在的工艺流程长、损失大、能耗高的问题。同时在线反应易调控，便于实现多反应集成，易于设计紧凑式反应器。
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1.一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
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8.根据权利要求4所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
10.一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的等离子体耦合热催化生物质气相在线加氢系统，其特征在于：
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