CN117568057A - 氧化钙催化生物质热解的co2负排放多联产系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，生物质热解单元，用于产生调制热解气、高浓度高温CO₂烟气以及生物炭；气体处理净化单元，用于净化热解气和高浓度高温CO₂烟气并回收其中的热量，向热解单元提供纯净CO₂并对外提供CO₂产品，以及向多联产单元提供热解合成气；多联产单元，用于生产高价值化学品、活性炭、热能和电力；所述生物质热解单元与气体处理净化单元连接，所述气体处理净化单元与多联产单元连接，所述多联产单元同时与生物质热解单元和气体处理净化单元连接。以及提供一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产方法。本发明投资小、成本和能耗低、价值高、效率高、用途广以及负碳排放。

Description

氧化钙催化生物质热解的CO2负排放多联产系统及方法

技术领域

本发明属于生物质能高值化利用技术领域，涉及一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统和方法。

背景技术

生物质通过光合作用吸收来自大气中的CO₂，将太阳能以含碳有机质的形式进行储存。作为唯一的含碳可再生能源，生物质能的消费过程不会增加大气中总碳排放量，其高值化综合性利用对于实现我国双碳目标具有重要意义。通过进一步对排放的CO₂进行利用和封存，能够实现CO₂负排放。

生物质的热解技术能将生物质能转化为气液固三相产物。专利CN115595179提出一种生物质流化床热解炭化多联产系统，能够实现连续性、大规模化的生物炭、供热蒸汽、净化生物气的多联产，但没有解决生物质热解技术应用尚存在的几个难题。首先，热解气的主要成分包括H₂、CO、CO₂、CH₄以及其他碳氢化合物等挥发性物质，虽然热解气可以直接通过燃烧和能量转换实现供热、发电，但其H₂/CO比例难以调控，气体中含有的CO₂、CH₄、其他碳氢化合物，不利于用于合成烯烃、绿色甲醇等具有高附加值的大宗化学品，无法改变全球大宗化学品生产严重依赖高碳排放化石原料的现状。其次，生物质热解产生的生物质焦油，虽然可以通过热解提质制备生物油液体燃料，但由于热解油组分非常复杂，生产商业可用的生物油液体燃料通常工艺复杂、成本很高、推广应用受到很大限制。此外，生物质热解通常产生固相产物生物炭，未经活化的生物炭通常用于简单燃烧，不但无法发挥生物炭固定大气中CO₂和利用固体炭实现CO₂负排放的优势，而且未活化炭存在比表面积和孔径小、官能团数量以及活性位点少等问题，也不利于生物炭的高值化利用。

中国专利CN111234850提供了一种可用于提升生物质热解油品质的新型钙基化学链生物质热解系统，该系统基于CaO吸收CO₂的碳酸化反应为生物质热解提供热量，同时利用热解气循环改善热解生物油的品质。但是，该发明仍然没有解决生物质热解气、热解炭未高值化利用的问题。同时，上述发明在热解气循环时，需要消耗大量昂贵的纯净CO₂以与热解气混合，而这些纯净CO₂最终在所述发明的燃烧炉中被空气中大量的N₂所稀释，向大气环境排放了大量温室气体CO₂，没有实现生物质热解利用系统的CO₂负排放。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统及方法。本发明基于氧化钙催化生物质热解调控热解合成气中H₂/CO比例，利用热解合成气制备高价值化学品，再结合生物炭活化装置、富氧燃烧反应装置、CO₂压缩装置、锅炉、蒸汽轮机等构建了一套高价值化学品、活性炭、纯净CO₂、热、电多联产的系统和方法。相比传统生物质热解和其他多联产系统，本发明多联产系统具有投资小、成本和能耗低、效率高、用途广以及负碳排放等优势。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，所述系统包括生物质热解单元、气体处理净化单元以及多联产单元，所述生物质热解单元，用于产生调制热解气、高浓度高温CO₂烟气以及生物炭；所述气体处理净化单元，用于净化热解气和高浓度高温CO₂烟气并回收其中的热量，向热解单元提供纯净CO₂并对外提供CO₂产品，以及向多联产单元提供热解合成气；所述多联产单元，用于生产高价值化学品、活性炭、热能和电力；所述生物质热解单元与气体处理净化单元连接，所述气体处理净化单元与多联产单元连接，所述多联产单元同时与生物质热解单元和气体处理净化单元连接。

进一步，所述的生物质热解单元包括热解反应装置、气固分离装置、炭分离装置以及富氧燃烧反应装置，所述热解反应装置的输入端与气固分离装置的固体输出端连接，所述热解反应装置的输出端与炭分离装置的输入端连接，所述炭分离装置的碳酸钙和床料输出端与富氧燃烧反应装置的输入端连接，所述炭分离装置的生物炭输出端与所述多联产单元连接，所述富氧燃烧反应装置的输出端与气固分离装置的输入端连接；

所述热解反应装置与热解气热交换器相连，提供高温热解气；所述气固分离装置的气体输出端与气体处理净化单元的CO₂烟气热交换器相连，提供高温高浓度CO₂烟气；所述炭分离装置与多联产单元的生物炭活化装置相连，向多联产单元提供生物炭；所述富氧燃烧反应装置与气体处理净化单元的第二除尘净化装置相连，用于接受纯净CO₂以及利用富氧燃烧产生高浓度CO₂。

再进一步，所述的气体处理净化单元包括热解气热交换器、第一除尘净化装置、冷凝装置、CO₂烟气热交换器、第二除尘净化装置和CO₂压缩装置，所述热解气热交换器与第一除尘净化装置连接，所述第一除尘净化装置与冷凝装置连接，所述CO₂烟气热交换器与第二除尘净化装置连接，所述第二除尘净化装置与CO₂压缩装置连接；

所述热解气热交换器、CO₂烟气热交换器分别与多联产单元的余热锅炉相连，用于产生高温水或高温水蒸气，实现热量高效回收；所述的第二除尘净化装置与富氧燃烧反应装置以及CO₂压缩装置相连，向富氧燃烧反应装置提供CO₂气体并对外实现CO₂产品输出；所述的冷凝装置分别与燃油锅炉和化学品合成装置相连，提供生物油和热解合成气。

更进一步，所述的多联产单元包括生物炭活化装置、破碎筛分装置、水蒸气冷凝装置、化学品合成装置、燃油锅炉、第三除尘净化装置、燃炭锅炉、第四除尘净化装置、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、冷却塔、循环水泵、供热蒸汽热交换器和脱硫脱硝装置，所述生物炭活化装置与破碎筛分装置，用于产生活性炭产品。所述化学品合成装置与余热锅炉相连，用于输出高价值化学品并提供尾气燃料；所述余热锅炉与蒸汽轮机相连，用于产生并输出高温水蒸气，最终输出电和热；所述的燃油锅炉和燃炭锅炉分别与外部水泵相连，将外界的低温水加热成高温水或水蒸气；所述余热锅炉还与生物炭活化装置相连并提供用于生物炭活化的高温水蒸气。

一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产方法，该方法首先得到热解燃料合成气、高纯CO₂、生物炭，并通过对热解产物的进一步处理得到高价值化学品、CO₂产品、活性炭、热能和电力，过程如下：

步骤1、生物质在氧化钙的作用下催化热解产生调质热解气以及生物炭，其中，调整氧化钙与生物质的比例，可以实现对热解气中H₂和CO的比例的调控，以输出H₂和CO比例合适、能满足不同高价值化学品合成应用场景的合成气；

步骤2、热解所得高温热解气以及高温CO₂中的显热通过热交换器回收，将来自余热锅炉中的水加热，产生高温水或高温水蒸气，对热量实现高效回收利用；经过显热回收后，热解气进一步通过冷凝分离得到生物油，CO₂气体送往热解单元的富氧燃烧装置将碳酸钙分解以获得高浓度高温CO₂烟气；

步骤3、将分离焦油后的清洁合成气通入化学品合成装置，生成所需的高价值化学品；

步骤4、利用CO₂压缩装置将处理后的纯净CO₂气体压缩成高压CO₂产品，满足CO₂利用或CO₂封存的要求；

步骤5、热解生物炭利用来自余热锅炉的水蒸气进行活化，然后对生物炭进行破碎、筛分，得到粒径合适且均匀的活性炭和残炭；利用燃炭锅炉和燃油锅炉分别燃烧残炭和冷凝得到的生物油，利用产生的热量将低温水加热并输出给热用户；利用余热锅炉燃烧燃料气尾气，并利用吸热介质将尾气燃烧热量和从各单元回收的余热产生高温水或高温水蒸气；余热锅炉产生的其余水蒸气通入蒸汽轮机发电并输出给电用户，蒸汽轮机做功后的低压蒸汽供往低压蒸汽热交换器产热并输出给热用户,实现能量的梯级利用。

本发明的有益效果主要表现在：

1、在生物质热解过程中加入含有CaO的物质，通过调整氧化钙的加入比例实现对生物质热解气中H₂与CO的比例的精准调控，不但避免了传统方法所需要的合成气催化调质、重整变化等复杂单元和过程，同时提高了生物质热解燃料气的产率，有利于低成本、精准合成具有高附加值的大宗化学品，缓解全球大宗化学品生产严重依赖高碳排放化石原料的现状，符合生物质高值化利用和绿色化工发展的要求。

2、通过耦合富氧燃烧反应装置和生物炭活化装置，基于CaO催化生物质热解技术同时制备获得纯净CO₂产品和高价值生物质活性炭，避免了生物质所含碳元素排放到大气环境，实现了对大气环境的CO₂负排放，有助于实现碳达峰碳中和目标和应对全球气候变化危机。

3、本发明对CaO催化生物质热解系统物质、能量进行合理的回收和综合利用，将产品生产过程中多余燃料气尾气、生物油、生物质残炭进入锅炉燃烧并产生高温水蒸气或高温水，通过多个换热器将各单元介质的高温显热传递到水蒸气，并用于蒸汽轮机发电和供热，实现了生物质能量充分、科学、高效利用。

4、本发明通过CaO催化生物质热解技术提供高值化学品、CO₂、活性炭、电、热等多个产品，能够满足下游用户的多元化产品需求。

附图说明

图1是氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统的整体图：

其中，生物质热解单元A：A1-热解反应装置，A2-富氧燃烧反应装置，A3-气固分离装置，A4-炭分离装置；气体处理净化单元B：B1-热解气热交换器，B2-第一除尘净化装置，B3-冷凝装置，B4-CO2烟气热交换器，B5-第二除尘净化装置；B6-CO2压缩装置；多联产单元C:C1-生物炭活化装置、C2-破碎筛分装置、C3-化学品合成装置、C4-燃油锅炉、C5-燃炭锅炉、C6-第三除尘净化装置、C7-第四除尘净化装置、C8-余热锅炉、C9-蒸汽轮机、C10-发电机、C11-凝汽器、C12-凝结水泵、C13-冷却塔、C14-循环水泵、C15-供热蒸汽热交换器、C16-脱硫脱硝装置、C17-水蒸气冷凝装置

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1，一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，该系统包括生物质热解单元A、气体处理净化单元B以及多联产单元C；

将预处理后的生物质原料(如竹子、秸秆、玉米芯等)与含CaO的物料(生石灰、煅烧石灰石、煅烧白云石等)按一定质量比例(比例范围0.1-5)加入热解反应装置A1中，在450-600℃的中等温度下发生热解反应，转化为H₂：CO＝2:1的热解气和生物炭(表达式(1))，其中CO₂被氧化钙原位吸收生成碳酸钙(表达式(2))。产生的高温热解气被送往气体处理净化单元B；产生的固相产物首先通过炭分离装置A4将碳酸钙和床料与生物炭分离，生物炭被送入多联产单元C中，碳酸钙和床料进入富氧燃烧反应装置A2中。在富氧燃烧反应装置中通生物质、纯氧和部分CO₂气体(表达式(3))用于产生高温环境，通入CO₂用于控制生物质燃烧反应速率并产生高浓度CO₂烟气。碳酸钙在800-1000℃高温下富氧燃烧分解成为CaO和CO₂(表达式(4))，生成的CaO经过气固分离装置A3-后重新回到热解反应装置中循环利用，高浓度高温CO₂烟气(CO₂浓度超过99％)经过气固分离装置后进入气体处理净化单元B。

生物质→H₂+CO+CH₄+CO₂+char+其他气体以及挥发分(1)

CaO+CO₂→CaCO₃ (2)

生物质+O₂→ CO₂+热量 (3)

CaCO₃→CaO+CO₂ (4)

在气体处理净化单元B中，高温热解气在热解气热交换器B1中冷却到300℃以下，释放的热量由来自C8-余热锅炉中的高温水S2吸收，生成高温水蒸气S2’并送回余热锅炉中。低温热解气经过第一除尘净化装置B2除尘后进入冷凝装置B3，在冷凝装置中，低温热解气冷凝成为高浓度H₂和CO燃料合成气以及生物油，合成气和生物油分别进入多联产单元C；高浓度高温CO₂烟气显热经过B4-CO₂烟气热交换器换热被来自余热锅炉中的高温水S1吸收，生成高温水蒸气S1’并送回余热锅炉中。CO₂烟气温度降低至300℃以下，其经过第二除尘净化装置B5除尘和处理后，部分CO₂气体送入富氧燃烧反应装置，其余的CO₂气体进入CO₂压缩装置B6，在CO₂压缩装置中，低温CO₂被压缩成压力高于1.6MPa的CO₂产品并输出给下游用户。

在多联产单元C中，生物炭在生物炭活化装置C1中被来自余热锅炉中的一股蒸汽活化(蒸汽温度范围为120-200℃)，反应后的蒸汽经过水蒸气冷凝装置C17冷凝后收集回收。活化后的生物炭进入破碎筛分装置C2，筛分后得到活性炭以及残炭。燃料合成气在化学品合成装置C3中被ZSM-5催化剂催化合成低碳烯烃(表达式(5)并输出给下游用户。生物油和残炭分别进入燃油锅炉C4和-燃炭锅炉C5中燃烧产热，将低温水S3、S4加热为高温水S3’、S4’输送给热用户。尾气进入余热锅炉C8中燃烧，燃烧产生的热量以及余热锅炉回收的系统显热用于将余热锅炉中的低温水加热成高温水或水蒸气，高温水可进入气体处理净化单元换热器吸收热量，高温水蒸气送入蒸汽轮机C9通过体积膨胀推动蒸汽轮机透平旋转做功，使发电机C10输出电力并输送给下游电用户。膨胀做功后的低压蒸汽送入凝汽器C11中冷却，冷却过程释放的热量被循环冷却水吸收，凝汽器出口的凝结水进入凝结水泵C12加压，之后进入余热锅炉中吸收热量。也可以抽取蒸汽轮机透平部分低压水蒸气进入供热蒸汽热交换器C15，所释放的热量通过对水加热向下游用户供热。蒸汽轮机出口排汽进入凝汽器进一步冷却，利用循环冷却水吸收排汽的热量，被加热的循环冷却水再经过冷却塔C13将热量传递到大气中，降温后的循环冷却水通过循环水泵C14送回凝汽器中。余热锅炉的尾气经过脱硫脱硝装置C16净化后排入大气中。

2nH₂+nCO→CnH_2n+nH₂O (5)

一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产方法，该方法首先得到热解燃料合成气、高纯CO₂、生物炭，并通过对热解产物的进一步处理得到高价值化学品、CO₂产品、活性炭、热能和电力，过程如下：

步骤1、生物质在氧化钙的作用下催化热解产生调质热解气以及生物炭，其中，调整氧化钙与生物质的比例，可以实现对热解气中H₂和CO的比例的调控，以输出H₂和CO比例合适、能满足不同高价值化学品合成应用场景的合成气；

步骤2、热解所得高温热解气以及高温CO₂中的显热通过热交换器回收，将来自余热锅炉中的水加热，产生高温水或高温水蒸气，对热量实现高效回收利用；经过显热回收后，热解气进一步通过冷凝分离得到生物油，CO₂气体送往热解单元的富氧燃烧装置将碳酸钙分解以获得高浓度高温CO₂烟气；

步骤3、将分离焦油后的清洁合成气通入化学品合成装置，生成所需的高价值化学品；

步骤4、利用CO₂压缩装置将处理后的纯净CO₂气体压缩成高压CO₂产品，满足CO₂利用或CO₂封存的要求；

步骤5、热解生物炭利用来自余热锅炉的水蒸气进行活化，然后对生物炭进行破碎、筛分，得到粒径合适且均匀的活性炭和残炭；利用燃炭锅炉和燃油锅炉分别燃烧残炭和冷凝得到的生物油，利用产生的热量将低温水加热并输出给热用户；利用余热锅炉燃烧燃料气尾气，并利用吸热介质将尾气燃烧热量和从各单元回收的余热产生高温水或高温水蒸气；余热锅炉产生的其余水蒸气通入蒸汽轮机发电并输出给电用户，蒸汽轮机做功后的低压蒸汽供往低压蒸汽热交换器产热并输出给热用户,实现能量的梯级利用。

本实施例中，生物质在氧化钙的作用下催化热解不断产生高温热解气以及生物炭，其中，氧化钙通过碳酸化反应吸收高温热解气中的CO₂气体生成碳酸钙，提高了热解气中的可燃组分的产率、浓度以及热解气热值；通过改变氧化钙与生物质的质量比例(范围可以是0.1-5)，实现对热解气中H₂和CO的比例调控(H₂:CO＝2:1)；氧化钙在热解过程中还可以作为催化剂，能有效降低生物焦油的产生，提高了生物燃料合成气的产率和热值。进一步的，往富氧燃烧反应装置中通入生物质、纯氧和CO₂，利用生物质和氧气燃烧产生高温环境，碳酸钙进入富氧燃烧反应装置发生高温分解，产生的氧化钙经过气固分离装置后重新进入热解反应装置循环利用。通过富氧燃烧，产生高浓度高温CO₂气体(CO₂浓度超过99％)。

生物质热解产生的生物炭送入多联产系统的生物炭活化装置中，利用余热锅炉的蒸汽(蒸汽温度范围为120-200℃)对生物炭进行活化，蒸汽能与生物炭中的活性组分快速反应，达到疏通生物炭内部微孔道的目的，反应后的蒸汽通过水蒸气冷凝装置冷凝后收集回收。活化后的生物炭进入破碎筛分装置，首先对活化后的生物炭进行破碎，使大颗粒的生物炭转变成小颗粒生物炭，破碎后的生物炭经过筛分后最终得到粒径合适且均匀的活性炭，其余残炭送入燃炭锅炉中燃烧。

高温热解气和高浓度高温高浓度CO₂烟气进入气体处理净化单元，通过热交换器回收气体显热，并将来自余热锅炉中的水加热，产生高温水或高温水蒸气，对显热热量进行回收利用。回收热量后的气体进一步脱除污染物和颗粒物，产生清洁的热解合成气以及纯净CO₂气体。冷凝热解合成气中的可冷凝挥发分从而得到生物油以及纯净H₂和CO燃料合成气。部分CO₂气体送入富氧燃烧反应装置，对其余的纯净CO₂气体纯化压缩制备CO₂产品。

纯净H₂和CO燃料合成气进入化学品合成装置中，原料物流燃料气经过ZSM-5催化剂床层后反应得到低碳烯烃和燃料气尾气。经过分离，低碳烯烃输送给下游用户，剩余尾气送入余热锅炉中燃烧。

燃炭锅炉和燃油锅炉分别燃烧残炭和冷凝得到的生物油，利用产生的热量将低温水加热并输出给热用户。余热锅炉燃烧燃料气尾气，并利用吸热介质将尾气燃烧热量和从各单元回收的余热产生高温水或高温水蒸气。余热锅炉的一股高温水蒸气被通入生物炭活化装置活化生物炭，余热锅炉产生的其余水蒸气通入蒸汽轮机发电并输出给电用户。蒸汽轮机做功后的低压蒸汽供往低压蒸汽热交换器产热并输出给热用户,实现能量的梯级利用。

本实施例提供了一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统及方法，能够输出低碳烯烃等高价值化学品、活性炭、CO₂、电、热等多元化产品。

需要注意的是，上述实施例并非本发明的唯一实施方法。上述实施例中所提到的CaO物料种类、生物质物料种类、CaO添加比例、热解装置温度、煅烧装置温度、H₂和CO比例，低碳烯烃等仅为说明所述的具体实施例，相关领域专业人员根据所述实施例易于拓展的其他实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，其特征在于，所述系统包括生物质热解单元、气体处理净化单元以及多联产单元，所述生物质热解单元，用于产生调制热解气、高浓度高温CO₂烟气以及生物炭；所述气体处理净化单元，用于净化热解气和高浓度高温CO₂烟气并回收其中的热量，向热解单元提供纯净CO₂并对外提供CO₂产品，以及向多联产单元提供热解合成气；所述多联产单元，用于生产高价值化学品、活性炭、热能和电力；所述生物质热解单元与气体处理净化单元连接，所述气体处理净化单元与多联产单元连接，所述多联产单元同时与生物质热解单元和气体处理净化单元连接。

2.如权利要求1所述的氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，其特征在于，所述的生物质热解单元包括热解反应装置、气固分离装置、炭分离装置以及富氧燃烧反应装置，所述热解反应装置的输入端与气固分离装置的固体输出端连接，所述热解反应装置的输出端与炭分离装置的输入端连接，所述炭分离装置的碳酸钙和床料输出端与富氧燃烧反应装置的输入端连接，所述炭分离装置的生物炭输出端与所述多联产单元连接，所述富氧燃烧反应装置的输出端与气固分离装置的输入端连接；

所述热解反应装置与热解气热交换器相连，提供高温热解气；所述气固分离装置的气体输出端与气体处理净化单元的CO₂烟气热交换器相连，提供高温高浓度CO₂烟气；所述炭分离装置与多联产单元的生物炭活化装置相连，向多联产单元提供生物炭；所述富氧燃烧反应装置与气体处理净化单元的第二除尘净化装置相连，用于接受纯净CO₂以及利用富氧燃烧产生高浓度CO₂。

3.如权利要求1或2所述的氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，其特征在于，所述的气体处理净化单元包括热解气热交换器、第一除尘净化装置、冷凝装置、CO₂烟气热交换器、第二除尘净化装置和CO₂压缩装置，所述热解气热交换器与第一除尘净化装置连接，所述第一除尘净化装置与冷凝装置连接，所述CO₂烟气热交换器与第二除尘净化装置连接，所述第二除尘净化装置与CO₂压缩装置连接；

所述热解气热交换器、CO₂烟气热交换器分别与多联产单元的余热锅炉相连，用于产生高温水或高温水蒸气，实现热量高效回收；所述的第二除尘净化装置与富氧燃烧反应装置以及CO₂压缩装置相连，向富氧燃烧反应装置提供CO₂气体并对外实现CO₂产品输出；所述的冷凝装置分别与燃油锅炉和化学品合成装置相连，提供生物油和热解合成气。

4.如权利要求1或2所述的氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统，其特征在于，所述的多联产单元包括生物炭活化装置、破碎筛分装置、水蒸气冷凝装置、化学品合成装置、燃油锅炉、第三除尘净化装置、燃炭锅炉、第四除尘净化装置、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、冷却塔、循环水泵、供热蒸汽热交换器和脱硫脱硝装置，所述生物炭活化装置与破碎筛分装置相连，用于产生活性炭产品。所述化学品合成装置与余热锅炉相连，用于输出高价值化学品并提供尾气燃料；所述余热锅炉与蒸汽轮机相连，用于产生并输出高温水蒸气，最终输出电和热；所述的燃油锅炉和燃炭锅炉分别与外部水泵相连，将外界的低温水加热成高温水或水蒸气；所述余热锅炉还与生物炭活化装置相连并提供用于生物炭活化的高温水蒸气。

5.一种如权利要求1所述的氧化钙催化生物质热解的CO₂负排放多联产系统实现的方法，其特征在于，首先得到热解燃料合成气、高纯CO₂、生物炭，并通过对热解产物的进一步处理得到高价值化学品、CO₂产品、活性炭、热能和电力，过程如下：

步骤1、生物质在氧化钙的作用下催化热解产生调质热解气以及生物炭，其中，调整氧化钙与生物质的比例，可以实现对热解气中H₂和CO的比例的调控，以输出H₂和CO比例合适、能满足不同高价值化学品合成应用场景的合成气；

步骤2、热解所得高温热解气以及高温CO₂中的显热通过热交换器回收，将来自余热锅炉中的水加热，产生高温水或高温水蒸气，对热量实现高效回收利用；经过显热回收后，热解气进一步通过冷凝分离得到生物油，CO₂气体送往热解单元的富氧燃烧装置将碳酸钙分解以获得高浓度高温CO₂烟气；

步骤3、将分离焦油后的清洁合成气通入化学品合成装置，生成所需的高价值化学品；

步骤4、利用CO₂压缩装置将处理后的纯净CO₂气体压缩成高压CO₂产品，满足CO₂利用或CO₂封存的要求；

步骤5、热解生物炭利用来自余热锅炉的水蒸气进行活化，然后对生物炭进行破碎、筛分，得到粒径合适且均匀的活性炭和残炭；利用燃炭锅炉和燃油锅炉分别燃烧残炭和冷凝得到的生物油，利用产生的热量将低温水加热并输出给热用户；利用余热锅炉燃烧燃料气尾气，并利用吸热介质将尾气燃烧热量和从各单元回收的余热产生高温水或高温水蒸气；余热锅炉产生的其余水蒸气通入蒸汽轮机发电并输出给电用户，蒸汽轮机做功后的低压蒸汽供往低压蒸汽热交换器产热并输出给热用户,实现能量的梯级利用。