本发明专利技术公开了一种利用高温交流电弧制备生物质合成气的装置及方法，包括一个高温交流电弧区域和一个气体收集区域，气体收集区域设置在高温交流电弧区域上部；所述高温交流电弧区域下部设置有蒸汽输入区域。将生物质原料投放到气体收集区域，生物质原料与反应过程中产生的合成气逆向接触，自由落体到达高温交流电弧区，并与高温交流电弧区下部通入的过热蒸汽在高温交流电弧区内瞬间进行反应生成合成气；所述合成气在气体收集区域顶部排出，灰渣在高温交流电弧区底部的渣料仓排出。本方法制取合成气反应时间短，仅需0.01-2秒，常压；有效气组分高，（CO+H2）大于70%，灰渣少（小于3%）。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术属于生物能源领域，涉及一种制取化工合成气的装置及方法，尤其是，该方法利用生物质为原料，通过蒸汽重整，能够制取有效气(C0+H2)大于70%的合成气。
技术介绍
:随着化石能源的日趋枯竭及其使用所带来的环境问题的日益严重.人类将面临严重的能源危机与环 境污染。生物质能是一种理想的新能源.具有资源丰富，燃烧热值高，适用范围广的特点。生物质能是一种清洁可再生能源，几乎不含硫、含氮很少，且具有C02近零排放的优点。据估计，地球上每年生物能总量约1400亿一 1800亿千吨，相当于目前世界总能耗的10倍。我国拥有丰富的生物质资源，据2006年的统计，可供开发的生物质资源至少能达到5.4亿吨标准煤。其中，每年农作物秸杆量有7.2亿多吨，林业剩余物资源1.25亿多吨，而未来可利用边际土地种植的速生林等能源作物量更大。生物质由C、H、0、N、S组成，与化石燃料相比，不仅资源丰富且具有易挥发分高，炭活性高，硫、氮含量低(s:0.1%—1.5% ；N:0.5% — 3%)，灰分低(0.1%—3%)等优点。传统的生物质制气方法主要为低温干馏和高温氧化法，其生产的合成气焦油含量高、有效组分低
技术实现思路
:为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了，采用该装置制备合成气所需反应时间短，仅需0.01-2秒，常压状态；有效气组分高(CCHH2)大于70%，灰渣少(不大于3%)。本专利技术的技术方案如下:—种利用高温交流电弧制备生物质合成气的装置，包括一个高温交流电弧区域和一个气体收集区域，气体收集区域设置在高温交流电弧区域上部；所述高温交流电弧区域下部设置有蒸汽输入区域。所述装置是电弧炉，包括一个作为高温交流电弧区域的反应仓、一个作为气体收集区域的收集仓；所述反应仓的上部设置有收集仓，收集仓用于收集反应过程产生的气体；所述收集仓的顶部安装有输气管道，输气管道用于输送收集仓内的气体；所述反应仓的底部设置有渣料仓，用于排出反应后的渣料；所述反应仓内设置有对称的电极组，该电极组用于产生交流电弧，形成高温交流电弧区域。所述电极组下方连接有蒸汽管道，该蒸汽管道用于向反应仓内通入过热蒸汽。所述电极组由三根、六根或九根电极构成，电极组中的电极头端圆心对称设置。基于上述装置的方法，按照如下步骤:将生物质原料投放到气体收集区域，生物质原料与反应过程中产生的合成气逆向接触，自由落体到达高温交流电弧区，并与高温交流电弧区下部通入的过热蒸汽在高温交流电弧区内瞬间进行反应生成合成气；所述合成气在气体收集区域顶部排出，灰渣在高温交流电弧区底部的渣料仓排出。当高温交流电弧区内只有无机碳电极与水蒸气时，反应生成碳氢链，并实现碳链增长，生成的合成气中含有甲烷、乙烷和丙烷。所述合成气中CCHH2大于70%，灰渣少于3%。所述生物质原料是树木丫条、农林秸杆、城市有机垃圾、塑料、轮胎及农林废弃物废弃物。所述生物质原料的粒径为100-150目。本专利技术的有益效果如下:本方法制取合成气反应时间短，仅需0.01-2秒，常压；有效气组分高，(CCHH2)大于70%，灰渣少(小于3%);与现有的生物质利用转化途径相比，本专利技术的生物质制备合成气的方法无疑是目前适合我国国情的可行的方式之一，制取的合成气可广泛用于合成油等化工领域，减少对化石能源的依赖，其推广应用对于推动我国生物质能利用技术的发展、保护环境与改善生态、提高农民生活水平等具有重要的作用。附图说明:图1为本专利技术的装置结构示意图；其中:I为输气管道；2为收集仓；3为反应仓；4为电极组；5为渣料仓；6为蒸汽管道。具体实施方式:下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述: 参见图1，一种利用高温交流电弧制备生物质合成气的装置，包括一个高温交流电弧区域和一个气体收集区域，气体收集区域设置在高温交流电弧区域上部；所述高温交流电弧区域下部设置有蒸汽输入区域。所述装置是电弧炉，包括一个作为高温交流电弧区域的反应仓、一个作为气体收集区域的收集仓；所述反应仓的上部设置有收集仓，收集仓用于收集反应过程产生的气体；所述收集仓的顶部安装有输气管道，输气管道用于输送收集仓内的气体；所述反应仓的底部设置有渣料仓，用于排出反应后的渣料；所述反应仓内设置有对称的电极组，该电极组用于产生交流电弧，形成高温交流电弧区域。所述电极组下方连接有蒸汽管道，该蒸汽管道用于向反应仓内通入过热蒸汽。所述电极组由三根、六根或九根电极构成，电极组中的电极头端圆心对称设置。电极组利用交流电形成一个高温球形弧区，该弧区大小可以根据弧棒数量进行调解，便于设备产量的迅速扩大，避免了直流电弧等离子只形成一个加热点。基于上述装置的方法，按照如下步骤:将生物质原料投放到气体收集区域，生物质原料与反应过程中产生的合成气逆向接触，自由落体到达高温交流电弧区，并与高温交流电弧区下部通入的过热蒸汽在高温交流电弧区内瞬间进行反应生成合成气；所述合成气在气体收集区域顶部排出，灰渣在高温交流电弧区底部的渣料仓排出。当高温交流电弧区内只有无机碳电极与水蒸气时，反应生成碳氢链，并实现碳链增长，生成的合成气中含有甲烷、乙烷和丙烷。所述合成气中C0+H2大于70%，灰渣少于3%。所述生物质原料是树木丫条、农林秸杆、城市有机垃圾、塑料、轮胎及农林废弃物废弃物。所述生物质原料的粒径为100-150目。生物质的热裂解与造气反应同时进行。CnHxOy (生物质)—C0+H2+CaHb0c (酮，醒，酹，酸，醚等)。将粒径100-150目的生物质原料通过螺旋输送器由电弧炉上部自由落体经过由交流电弧炉三相电极形成的高温交流电弧区，与电弧炉下部通入的过热蒸汽在高温交流电弧区内瞬间进行裂解、气化反应，其反应原理如下:水蒸气与碳电极发生造气反应，生成一氧化碳与氢气；C+H20 — C0+H2 ；水蒸气发生热解反应生成氧气与氢气；H2O — H2+O2 (热解);水蒸气发生电解生成氢气与氧气；H2O — H2+02 (电解);氢气热解为氢原子； H2 — H+H ；氧气热解为氧原子；O2 — 0+0 ；无定型碳聚合体升华为碳原子；Cn=C+C+C....+ (n-3) C ；反应生产的气体由电弧炉上部引出收集。反应生成的少量焦油可以回流入反应区产生二次裂解减少焦油含量；焦油在反应区与过热蒸汽发生裂解与造气反应。 mCnH ,+2nH20- (2n+ 2 ) H2+nC0；无机碳与水蒸气反应生成碳链增长反应方程式如下:C.+H.—.CH.；.CH.+H.—.CH2.；.CH2.+H.—.CH3 ；.CH3+H.^ CH4 ；2.CH3 — C2H6 ；.C2H4.+2H.— C2H6 ；2.CH2.—.C2H4.；.C2H4.+.CH3 —.C3H7 ；.C3H7+H.— C3H8 ；.CH2.+2.CH3 — C3H8 ；2.CH.—.(CH) 2.；3.CH.—.(CH) 3.；..............实例I将粒径100-150目的木渣(水份含量小于15%)通过螺旋输送器由电弧炉上部自由落体经过由交流电弧炉三相电极形成的高温交流电弧区，在高温交流电弧区内瞬间进行裂解、气化反应，合成气组分如下(体积百分比):权利要求1.一种利用高温交流电弧制备生物质合成气的装置，其特征在于:包括一个高温交流电弧区域和一个气体收集区本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用高温交流电弧制备生物质合成气的装置，其特征在于：包括一个高温交流电弧区域和一个气体收集区域，气体收集区域设置在高温交流电弧区域上部；所述高温交流电弧区域下部设置有蒸汽输入区域。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高博，赵生录，郑惠林，冀星，
申请(专利权)人：西安市宝润实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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