一种生物质气化制备绿色甲醇的系统的制作方法

本发明涉及生物质清洁利用领域，特别是涉及一种生物质气化制备绿色甲醇的系统。

背景技术：

1、生物质是可以用来生产液体燃料和化学品的可再生资源，许多国家已经将生物质资源作为最主要的可再生能源进行开发和利用，研究表明，与风能、太阳能等相比，用生物质发电的成本更高，因此对生物质资源的开发利用，将主要用于生产各种化学品和液体燃料。合成气是富含h2、co和少量co2的混合气体，它可以作为中间体用于精制或合成各种高品质液体燃料和化学品，如氢气、甲醇、二甲醚和各种费托燃料等。生物质制取合成燃料工艺有以下两个突出优点：1)可利用的原料更为广泛且可再生，有更高的原料利用率；2)以生物质合成气为中间体可以合成非常多样的化学品和高品质液体燃料。生物质制备合成气用于合成液体燃料在经济和技术方面都具有潜在的优势，有巨大的应用前景。目前，合成气主要是通过煤、天然气和石油等化石资源生产的。随着化石资源的日趋枯竭，人们对生物质资源新的替代工艺的开发更加关注，新的方法主要有生物质气化法和沼气重整法。目前生物质制备合成气有两种技术途径：一是直接将生物质在气化炉中气化，然后对产生的燃气进行重整变换制成合成气；二是先对生物质进行中温快速热解得到生物油，然后将生物油气化，经重整变换制成合成气。

2、生物质能在能源系统中占有重要地位。当前，生物质气化技术在实际利用过程中，还存在以下几个主要问题：(a)生物质灰熔点低、碱金属元素含量高，直接燃烧易结焦和产生高温碱金属元素腐蚀；(b)生物质气化时，渣与飞灰的含碳量较高，气化效率低；(c)燃气中焦油含量高，容易导致产生含焦废水以及影响设备的正常运行；(d)气化发电机组的尾气余热回收效果不好，造成整个系统效率较低。所以，降低燃气中的飞灰和焦油含量、提高系统效率和可靠性是今后利用生物质气化技术的主要研究方向。

3、生物质在气化过程中使用的气化装置是生产合成气非常重要的一部分。作为气化反应技术的核心部件，气化炉对于生物质气化技术的发展起着决定性作用，且每种气化炉都有特定的适用范围和适应性。目前，比较成熟且应用较广的气化炉按照气化炉内燃气相对于生物质物料的流动速度和方向不同，气化炉可分为包括固定床气化炉和流化床气化炉，二者又有很多不同种形式。如使用固定床气化生物质，在气化过程中可能会产生部分低温干馏产物，如酚氨和焦油等，这些物质会进入煤气洗涤水中，带来较大的环境问题。如使用固定床气化生物质，对于循环流化床气化技术，u—gas和灰熔聚循环流化床技术运行可靠性稍差，还需进一步探索；科达循环流化床技术目前只有空气气化业绩，且多用于工业燃气领域；恩德炉运行可靠，但是存在单炉能力低(最大40000nm3/h)，单炉投资高等缺点。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种生物质气化制备绿色甲醇的系统。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种生物质气化制备绿色甲醇的系统，所述系统包括依次连接的生物质气化单元、压缩单元和甲醇合成单元；

4、所述生物质气化单元包含依次连接的进料装置、气化装置、裂解装置、余热回收装置和除尘装置；

5、所述生物质通过所述进料装置进入到所述气化装置，在所述气化装置中充分气化后得到合成气；所述合成气依次通过所述裂解装置、余热回收装置、除尘装置后，通过所述压缩单元和所述甲醇合成单元生产绿色甲醇。

6、可选地，所述气化装置包括气化炉、旋风分离器、返料器和冷渣器；

7、所述气化炉的生物质进料口与所述进料装置连接；所述气化炉的空气/氧气进料孔用于通入纯氧、空气和水蒸气的混合气；所述气化炉的渣料出料孔与所述冷渣器连接；所述气化炉的合成气出气孔与所述旋风分离器的入口连接；所述返料器与所述旋风分离器的第一出口连接，水蒸气挟带气化残渣从所述返料器的出口重新返回所述气化炉中。

8、可选地，所述裂解装置包括裂解炉和冷灰器；

9、所述裂解炉包括合成气入口、渣料出料孔、合成气出口和水蒸气/氧气进料孔；

10、所述裂解炉的合成气入口与所述旋风分离器的第二出口连接；所述裂解炉的渣料出料孔与所述冷灰器的入口连接；所述裂解炉的合成气出口与所述余热回收装置的入口连接；所述裂解炉的水蒸气/氧气进料孔用于通入氧气和水蒸气的混合气；

11、所述合气体从所述旋风分离器进入所述裂解炉中，再依次通过所述裂解炉、余热回收装置和除尘装置后输入至所述压缩单元。

12、可选地，所述余热回收装置包括1段换热器和2段换热器；

13、锅炉给水先通过所述1段换热器与所述除尘装置出口输出的合成气进行换热，再通过所述2段换热器与所述裂解炉输出的合成气进行换热，得到副产品水蒸气；所述副产品水蒸气通过管道供所述生物质气化单元使用或输出。

14、可选地，所述除尘装置包括除尘器和仓泵；

15、所述除尘器的第一入口与所述2段换热器的出气孔连接；所述除尘器用于对合成气进行固气分离；固气分离后的所述合成气经所述除尘器进入所述压缩单元；所述除尘器中分离出的飞灰进入所述仓泵，所述仓泵用于将进入的飞灰通过管道输出。

16、可选地，所述除尘器为布袋除尘器。

17、可选地，所述进料装置包括：料仓和给料机；

18、所述料仓用于存储所述生物质；所述生物质经所述给料机进入所述气化炉。

19、可选地，所述系统还包括dcs系统控制单元和声光报警单元；

20、所述dcs系统控制单元分别与所述生物质气化单元、所述压缩单元、所述甲醇合成单元和所述声光报警单元电连接；

21、所述dcs系统控制单元用于生成绿色甲醇制备控制指令和声光报警指令；所述生物质气化单元、所述压缩单元和所述甲醇合成单元均用于基于所述绿色甲醇制备控制指令进行作动；所述声光报警单元用于基于所述声光报警指令进行作动。

22、可选地，所述声光报警单元包括声光报警装置和安全联锁装置；

23、所述声光报警装置和所述安全联锁装置均与所述dcs系统控制单元电连接；

24、当制备绿色甲醇过程中存在故障时，所述声光报警装置发出声光报警信号；所述安全联锁装置进行作动，以停止绿色甲醇的制备流程。

25、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

26、本发明通过设置依次连接的生物质气化单元、压缩单元和甲醇合成单元，生物质通过进料装置进入到气化装置，在气化装置中充分气化后得到合成气；合成气依次通过裂解装置、余热回收装置、除尘装置后，通过压缩单元和甲醇合成单元生产绿色甲醇，使得整个系统具有环保指标好、系统能效高、装置连续运转率高、负荷调节范围大，开停炉方便、自动化程度高、安全可靠等优点，进而解决现有技术存在的环境问题较大、运行可靠性差、单炉能力低、单炉投资高等缺点。

技术特征：

1.一种生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的生物质气化单元、压缩单元和甲醇合成单元；

2.根据权利要求1所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述气化装置包括气化炉、旋风分离器、返料器和冷渣器；

3.根据权利要求2所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述裂解装置包括裂解炉和冷灰器；

4.根据权利要求3所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述余热回收装置包括1段换热器和2段换热器；

5.根据权利要求4所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述除尘装置包括除尘器和仓泵；

6.根据权利要求5所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述除尘器为布袋除尘器。

7.根据权利要求2所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述进料装置包括：料仓和给料机；

8.根据权利要求1所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述系统还包括dcs系统控制单元和声光报警单元；

9.根据权利要求8所述的生物质气化制备绿色甲醇的系统，其特征在于，所述声光报警单元包括声光报警装置和安全联锁装置；

技术总结本发明公开一种生物质气化制备绿色甲醇的系统，涉及生物质清洁利用领域。本发明通过设置依次连接的生物质气化单元、压缩单元和甲醇合成单元，生物质通过进料装置进入到气化装置，在气化装置中充分气化后得到合成气；合成气依次通过裂解装置、余热回收装置、除尘装置后，通过压缩单元和甲醇合成单元生产绿色甲醇，使得整个系统具有环保指标好、系统能效高、装置连续运转率高、负荷调节范围大，开停炉方便、自动化程度高、安全可靠等优点，进而解决现有技术存在的环境问题较大、运行可靠性差、单炉能力低、单炉投资高等缺点。技术研发人员：刘嘉鹏,张南竹,夏双全,许升,吴桂安受保护的技术使用者：中科合肥煤气化技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27