本实用新型涉及制氢技术领域，特别涉及一种生物质热解制氢装置。
背景技术：
随着传统化石能源的日益枯竭和环境的恶化，绿色清洁的新能源利用越来越受到各个国家的重视。氢气因其燃烧只产生水，不污染环境，放热效率高，能应用于燃料电池直接发电，被公认为是一种非常重要的清洁能源。目前氢气的制作方法主要有天然气制氢、电解水制氢、太阳能制氢和发酵制氢等，但存在生产成本高、操作困难、环境污染、传统化石能源紧缺等问题。所以如何低成本、大规模、环境友好的生产氢是目前面对的一个主要困难。
生物质能资源丰富、产量巨大，是一种二氧化碳零排放、环境友好的可再生绿色资源，因此利用生物质热解制氢具有非常重要的现实意义。目前生物质热解气化制氢技术，一般是先将生物质原料进行热解、然后将热解产物进行气化、再将气化气体进行催化重整得到富氢气体，需要热解设备、气化设备、重整设备等一系列反应装置，技术路线长、工艺复杂、设备种类繁多、成本高，气体中焦油含量高。所以如何简化制氢工艺、降低制氢成本、减少气体中焦油含量是目前生物质热解制氢面对的一个难题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、成本低、工艺简单的生物质热解制氢装置，此装置集生物质热解、气化、重整过程于一体，气体产物中氢气含量高，焦油含量少。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种生物质热解制氢装置，包括原料进口1、原料仓腔体2、热解腔体3、重整腔体8、氧气进口4、催化剂装填口5、催化剂承载孔板6、气体出口7、高温水蒸气进口9、气化腔体10和生物质炭出口11；原料仓腔体2的上方为原料进口1，原料仓腔体2与热解腔体3相通；热解腔体3处于重整腔体8的内部；重整腔体8的内部设置有催化剂承载孔板6，重整腔体8的上部设置有催化剂装填口5和气体出口7，重整腔体8的下部设置有氧气进口4；气化腔体10和热解腔体3、重整腔体8三者相互联通，气化腔体10在热解腔体3的下方，气化腔体10上设置有高温水蒸气进口9，气化腔体10的下方为生物质炭出口11。
所述的催化剂为白云石。
所述的热解腔体3处于重整腔体8的内部，热解腔体3被重整腔体8包围，热解腔体3和重整腔体8这两个腔体是通过在整体容器中加一个缩口变径圆筒隔开而形成的，重整腔体8内的高温对热解腔体3外加热，进行生物质热解过程。
所述的重整腔体8内，气化气、热解气、高温水蒸气、氧气在催化剂白云石的作用下，发生催化裂解重整反应，生成洁净的富氢气体，重整腔体8内温度为900～1000℃。
所述的气化腔体10，通入的水蒸气为过热高温水蒸气，温度为700～800℃，水蒸气既为气化剂也为气化热源，热解后的生物质炭进入气化腔体10与高温水蒸气发生气化反应。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本实用新型结构设计巧妙，该装置集生物质热解腔体、气化腔体和重整腔体于一体，一步实现热解、气化、重整过程，工艺流程简单，成本低。
(2)气化腔体内通入过热高温水蒸气，直接与生物质炭发生气化反应，产生氢气，同时剩余的水蒸气在重整腔体内继续与热解油气混合物发生重整反应生成氢气，产氢量显著提高，且气体产物中不含氮气，有利于后续的氢气提纯。
(3)重整腔体内，催化剂白云石在高温水蒸气的冲刷下可以防止催化剂积碳，保持催化剂的长期高效活性，气体产物焦油含量低。
附图说明
图1为本实用新型一种生物质热解制氢装置的结构示意图。
图中，1、原料进口；2、原料仓腔体；3、热解腔体；4、氧气进口；5、催化剂装填口；6、催化剂承载孔板；7、气体出口；8、重整腔体；9、高温水蒸气进口；10、气化腔体；11、生物质炭出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示,一种生物质热解制氢装置，包括原料进口1、原料仓腔体2、热解腔体3、重整腔体8、氧气进口4、催化剂装填口5，催化剂承载孔板6、气体出口7、高温水蒸气进口9、气化腔体10和生物质炭出口11；原料仓腔体2的上方为原料进口1，原料仓腔体2与热解腔体3相通；热解腔体3处于重整腔体8的内部，热解腔体3被重整腔体8包围，热解腔体3和重整腔体8这两个腔体是通过在整体容器中加一个缩口变径圆筒隔开而形成的；重整腔体8的内部设置有催化剂承载孔板6，催化剂为白云石,重整腔体8的上部设置有催化剂装填口5和气体出口7，重整腔体8的下部设置有氧气进口4；气化腔体10和热解腔体3、重整腔体8三者相互联通，气化腔体10在热解腔体3的下方，气化腔体10上设置有高温水蒸气进口9，气化腔体10的下方为生物质炭出口11。
在运行过程中，生物质原料经原料进口1进入原料仓腔体2中，然后进入热解腔体3。在热解腔体3中，生物质原料受热热解生成气态挥发分和生物质炭；生物质炭进入气化腔体10中，同时过热高温水蒸气由高温水蒸气进口9进入气化腔体10中，生物质炭与高温水蒸气发生气化反应，生成氢气和一氧化碳等气体，剩余的生物质炭由生物质炭出口11排出；通过催化剂装填口5在催化剂承载孔板6上装填好催化剂白云石，热解腔体3中热解后的气态挥发分和气化腔体10中气化气及剩余的水蒸气一起进入重整腔体8中，同时由氧气进口4向重整腔体8中通入氧气，在催化剂白云石的作用下，所有气态混合物发生催化裂解重整反应，生成的富氢气体由气体出口7排出，经净化提纯后得到氢气。
过热高温水蒸气的温度为700～800℃，通过控制水蒸气的温度和流量可以调整气化腔体内的温度和生物质炭的气化程度。重整腔体内的温度为900～1000℃，通过控制氧气的加入量可以调整重整的温度。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已，本适用新型的实施方式不受上述实施例的限制，在未背离本实用新型的原理下，其它简单的结构变形、组合修饰的等同技术方案也包含在本实用新型的保护范围内。