本发明专利技术公开了一种利用生物质产气过程中减少CO2产率的方法，本发明专利技术将粉碎过筛的生物质原料置于水热反应釜中活化预处理2~4h，形成的生物质浆液送至高压裂解反应釜，反应温度为450~520℃，釜内压力为6~9Mpa，裂解时间20~30min；重组分烃类送入压力为3~5Mpa沙粒床层径向反应器，温度为400~500℃，与床层负载的CaTiO3.CaBaO3颗粒进一步催化裂解及吸附脱除CO2；粗产品气流经CO2传感器，当其含量低于0.1%时，产品气进入产品分离器分离气相、液相产物，否则，CO2形成回路，返回至床层中被截留；产品气经转子流量计计量后，采用GC-MS分析产品气由H2、CH4、CO、CO2组成，H2含量为82.72~88.55%，CO2含量为0.01~0.02%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用生物质产气过程中减少CO2产率的方法，属于生物质能开发的
技术介绍
生物质作为清洁可再生资源，分布广泛，且生物质挥发含量高、炭活性高、低硫、低氮，是气化的理想原料，当前，主要通过生物质气化技术实现生物质能源的深层次利用。生物质在高温高压的条件下气化裂解为氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等气体。其中，二氧化碳来源于焦油等大分子重烃类组分的裂解、一氧化碳的变换反应、残炭的燃烧等。 一般地，生物质产气过程存在5 6%C02,降低了氢气、甲烧的含量；其次，CO2作为温室效 应主要气体，应严格限排，就增加了 CO2的后续净化处理费用。中国专利CN101525118A公开了一种垃圾、生物质原料生产合成气的气化工艺，该工艺采用氧化钙吸收气化炉内CO2的放热反应来提供炉内气化反应需要的热量，还将水蒸气送入等离子喷枪加热到大于310(TC，生成合成气后再喷入气化炉，与生物质炭进行反应并提供能量。不仅大大降低了等离子体喷枪的电能消耗，而且合成气的品质和产量都得到提高，但多余的CO2还需净化处理。中国专利CN 102092681A公开了一种超临界水中生物质气化制氢的CO2脱除工艺，该工艺以超临界水作为反应介质制氢，生物质气化率达100%，收率高，氢气产率为60. 8% ;无焦油、无焦炭，不会造成二次污染；在高压反应器中加入CO2脱除剂氧化钙，使得气体组分中的CO2被完全脱除；但超临界水腐蚀性极强，对生物质制氢设备的材质要求很高；且超临界水气化须在高温高压的反应条件下进行，能耗也大。因此，利用减少生物质产气过程中CO2产率的根本方法就是在产气过程中获得高品质合成气的同时，将产生的CO2在裂解过程中直接被截留脱除，不需要后续处理，减少能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用生物质产气过程中减少CO2产率的方法，以提高生物质产气过程中氢气的纯度，最大限度减少CO2产率。本专利技术采用的技术方案是将粉碎过筛的生物质原料经水热预处理、高压裂解、CO2脱除、气液分离后，获得产品气，经检测，产品气由H2、CH4, CO、CO2组成，H2含量为82. 72 88. 55%, CO2 含量为 O. OI O. 02%。一种利用生物质产气过程中减少CO2产率的方法，具体包括以下步骤 (O水热预处理将粉碎过筛的生物质原料置于水热反应釜中，与浓度为12 15%Zn(NO3)2溶液充分混合，再加入浓度为5 10%甲醇溶液，再滴加浓度为O. 5^1mol/L盐酸至ρΗ=Γ6，形成生物质浆液，控制温度为35 50°C，静置2 4h。所述溶液总体积与生物质原料体积比为1:15 25，Zn(NO3)2溶液与甲醇溶液体积之比为2:3 5; (2)高温裂解打开风机，将上述生物质浆液送至高压裂解反应釜，夹套内通入蒸汽加热，蒸汽流量为4(T60L/h，裂解釜内反应温度为45(T520°C，釜内压力为6 9Mpa，裂解时间2(T30min，残炭从出口移除； (3)CO2脱除打开管式加热炉控制仪，控制温度为40(T50(TC，带嵌装热电偶的钢球受热后，与裂解产生的产品气之间形成对流，补偿了热散失；当温度上升到35(T380°C时，重烃类组分(焦油等)经管路调节阀送入沙粒床层径向反应器，在床层负载的CaTiO3. CaBaO3颗粒作用下催化裂解，颗粒粒径为2飞mm，器内压力为3 5Mpa，产生的CO2被CaTiO3. CaBaO3颗粒吸附截留，粗产品气流经CO2传感器，当其含量低于O. 1%时，产品气进入产品分离器分离，否则，CO2自动形成回路，返回至床层中被截留； (4)气液分离收集分离出的气相、液相产物，产品气经转子流量计计量后，采用GC-MS分析产品气组成及含量。所述的沙粒床层径向反应器，采用管式加热炉加热，带嵌装热电偶的钢球悬挂在加热炉中，与温控仪串联；反应器左侧设有压差计，压力量程为(T20Mpa ;右侧设有产品气侧线引出管道，管道连接CO2传感器；同时，传感器又与回路管道并联，CO2传感器的检测限 为(Γ0. 1% ;反应器由两个同轴沙粒床层组成，沙粒床层内负载CaTiO3. CaBaO3颗粒，重烃类组分穿过催化剂床层径向流动，气体分布器内气体的平均流速为2飞m/s。本专利技术的有益效果是 (1)沙粒床层内负载CaTiO3.CaBaO3颗粒，既作为粗裂解气二次裂解的催化剂，又可以脱除CO2 ； (2)带嵌装热电偶的钢球受热后，与裂解产生的产品气形成对流传热，有利于提高产品气的产率，能耗小；具体实施例方式本专利技术采用的技术方案是将粉碎过筛的生物质原料经水热预处理、高压裂解、CO2脱除、气液分离后，获得产品气，经检测，产品气由H2、CH4, CO、CO2组成，H2的含量为82. 72 88. 55%, CO2 含量为 O. OI O. 02%。一种利用生物质产气过程中减少CO2产率的方法，具体包括以下步骤 (O水热预处理将粉碎过筛的生物质原料置于水热反应釜中，与浓度为12 15%Zn(NO3)2溶液充分混合，再加入浓度为5 10%甲醇溶液，再滴加浓度为O. 5^1mol/L盐酸至ρΗ=Γ6，形成生物质浆液，控制温度为35 50°C，静置2 4h。所述溶液总体积与生物质原料体积比为1:15 25，Zn(NO3)2溶液与甲醇溶液体积之比为2:3 5; (2)高温裂解打开风机1，将上述生物质浆液送至高压裂解反应釜4，打开夹套蒸汽入口 2，通入蒸汽加热，蒸汽流量为4(T60L/h，裂解釜内反应温度为45(T520°C，釜内压力为6 9Mpa，裂解时间2(T30min，残炭从出口 3移除； (3)CO2脱除打开管式加热炉控制仪7，控制温度为40(T500°C，带嵌装热电偶的钢球6受热后，与裂解产生的产品气之间形成对流，补偿了热散失；当温度上升到35(T380°C时，重烃类组分(焦油等)经管路调节阀送入沙粒床层径向反应器5，在床层负载的CaTiO3.〇&8&03颗粒作用下催化裂解，颗粒粒径为2飞mm，器内压力显示器9为3飞Mpa，产生的CO2被CaTiO3. CaBaO3颗粒吸附截留，粗产品气流经CO2传感器，当其含量低于O. 1%时，产品气进入产品分离器分离，否则，CO2自动形成回路，返回至床层中被截留； (4)气液分离收集分离出的气相、液相产物，产品气经转子流量计8计量后，采用GC-MS分析产品气组成及含量。所述的沙粒床层径向反应器，采用管式加热炉加热，带嵌装热电偶的钢球悬挂在加热炉中，与温控仪串联；反应器左侧设有压差计，压力量程为(T20Mpa ;右侧设有产品气侧线引出管道，管道连接CO2传感器；同时，传感器又与回路管道并联，CO2传感器的检测限为(Γ0. 1% ;反应器由两个同轴沙粒床层组成，沙粒床层内负载CaTiO3. CaBaO3颗粒，重烃类组分穿过催化剂床层径向流动，气体分布器内气体的平均流速为2飞m/s。实例 I 将粉碎过筛的生物质原料置于水热反应釜中，与浓度为12% Zn (NO3) 2溶液充分混合，再加入浓度为5%甲醇溶液，再滴加浓度为O. 5mol/L盐酸至pH=4，形成生物质浆液，控制温度为35°C，静置2h。所述溶液总体积与生物质原料体积比为1:15，Zn(NO3)2溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制生物质制备活性炭过程中产生焦油的方法，其特征在于：（1）活化：采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末状，置于体积为10~15L敞口反应槽中，启动泵，将浓度为0.5mol/L？NaOH？以流速0.5~0.8m/s注入反应槽中，持续10~15min，在转速为2500~3000r/min的高速转动机下搅拌40~60min；（2）破沫：将上述溶液输送到破沫器，器内压力为2.0~2.5mmHg，破沫后，破沫液离心、过滤，再流入缓冲罐；（3）分子蒸馏：将上述破沫液送入刮板薄膜蒸发器中，进料速率为2~4mL/min，流出的轻组分被捕获，再收集返回液相中的重组分；？？（4）炭化：将上述残留物中加入复配分散剂，形成棕褐色沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀，直至pH=6.5~7.0；并将沉淀置于碳钢？不锈钢碳化炉中，炭化温度为350~500℃，炭化时间为90~120min。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷春生，雷思宇，谢芳，
申请(专利权)人：常州亚环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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