通过生物质原料制造绿氢的方法和系统与流程

本发明涉及环保，具体涉及通过生物质原料制造绿氢的方法和系统。

背景技术：

1、绿氢是指使用可再生能源制造的氢气，生物质原料如农林废弃物等属于可再生能源，但现有工艺路线在利用生物质原料制氢的过程中使用外接电源进行传动，运输，控制，加工，化工工艺以及提纯等，在外接电源包括化石能源发电的情况下，这类的生物质原料制氢就不符合绿氢的定义。另外，用风力光伏产生的电力是不稳定的，导致其所产生的绿氢也是不稳定的，进而影响到需利用绿氢的化工工艺的稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供通过生物质原料制造绿氢的方法和系统，除初始启动外，无需外接电源，绿氢产量稳定，尽可能保证后续需利用绿氢的化工工艺的稳定运行。

2、为解决上述技术问题，本发明提供通过生物质原料制造绿氢的方法，包括如下步骤：

3、将生物质原料进行气化，获得生物质炭和包含可燃气体的合成气；

4、将所述合成气送入锅炉燃烧进行蒸汽发电，产生的电能实现生物质原料制造绿氢的全过程供电，将所述生物质炭依次经过水煤气反应和重整反应后获得含有氢气、二氧化碳的混合气体，所述混合气体先经过二氧化碳分离，再提纯氢气获得绿氢。

5、本发明通过生物质原料制造绿氢的方法，将气化后获得的生物质炭用于制造绿氢，储存和运输生物质炭的成本远远低于储氢和运氢的成本，且生物质炭的储运更加安全可靠，实践中，可以根据绿氢的使用量调整生物质炭的产量；同时，本发明还将气化后获得的合成气送入锅炉燃烧进行蒸汽发电，为生物质原料制造绿氢的全过程供电，经验证，在1h提供10t生物质原料的前提下，本发明工艺方法可产生大约20t蒸汽，产电量约为3000度，而生物质原料制造绿氢的全过程需要耗费大约2000度电，因此，产生的电能完全能够覆盖生物质原料制造绿氢的全过程，除初始启动外，无需外接电源，在外接电源不属于化石能源时符合绿氢的制备需求，且供电稳定使得绿氢产量也稳定，尽可能保证后续需利用绿氢的化工工艺的稳定运行。

6、可选地，还包括如下步骤：

7、将提纯氢气后的所述混合气体送入锅炉燃烧进行蒸汽发电。

8、可选地，还包括如下步骤：

9、将所述混合气体中分离出的二氧化碳存储起来；或者，将所述混合气体中分离出的二氧化碳经过甲醇制备工艺获得绿色甲醇。

10、可选地，还包括如下步骤：

11、将锅炉燃烧后产生的二氧化碳存储起来；或者，将锅炉燃烧后产生的二氧化碳经过甲醇制备工艺获得绿色甲醇。

12、可选地，还包括如下步骤：

13、所述生物质炭经过水煤气反应后获得含有氢气、一氧化碳的混合气体，该含有氢气、一氧化碳的混合气体部分用于制造甲醇，化学反应式为：co+2h2=ch3oh。

14、可选地，还包括如下步骤：

15、所述生物质炭依次经过水煤气反应和重整反应后获得含有氢气、二氧化碳的混合气体，该含有氢气、二氧化碳的混合气体部分用于制造甲醇，化学反应式为：co2+3h2=ch3oh+h2o。

16、可选地，所述生物质炭在水煤气反应和重整反应后均产生灰分，还包括如下步骤：

17、在所述水煤气反应和所述重整反应之间和/或所述重整反应之后对所述混合气体进行除尘处理，以至少部分去除所述灰分。

18、可选地，所述混合气体采用变压吸附工艺和变温吸附工艺中至少一者提纯氢气；

19、和/或，所述生物质原料进行气化之前，先对所述生物质原料进行预处理工艺，所述预处理工艺包括干燥和破碎，或者包括干燥和成型。

20、可选地，还包括如下步骤：

21、将所述生物质炭供给一个或多个加氢站，通过所述生物质炭制备获得的所述绿氢供给对应的所述加氢站；

22、和/或，蒸汽发电产生的电能除为生物质原料制造绿氢的过程供电外，还为加氢站提供绿电。

23、本发明提供通过生物质原料制造绿氢的系统，适用于前述的通过生物质原料制造绿氢的方法，包括：

24、气化装置，具有生物质原料入口、生物质炭出口和合成气出口；

25、依次连通的水煤气反应装置、重整反应装置、二氧化碳分离装置和氢气提纯装置，所述水煤气反应装置的生物质炭入口连通所述生物质炭出口；

26、锅炉发电耦合装置，所述锅炉发电耦合装置包括锅炉，所述锅炉的气体入口连通所述合成气出口，所述锅炉发电耦合装置与其余用电设备均电连接，实现生物质原料制造绿氢的全过程供电。

27、本发明提供通过生物质原料制造绿氢的系统，适用于前述的通过生物质原料制造绿氢的方法，因此具有与前述的通过生物质原料制造绿氢的方法相同的技术效果，在此不再赘述。

28、可选地，还包括除尘装置，所述除尘装置连接在所述水煤气反应装置和所述重整反应装置之间，和/或，所述除尘装置连接在所述重整反应装置和所述二氧化碳分离装置之间；

29、和/或，还包括预处理装置，所述预处理装置连接在所述气化装置的前端，所述预处理装置包括干燥设备和破碎设备，或者包括干燥设备和成型设备；

30、和/或，所述二氧化碳分离装置和所述锅炉均具有二氧化碳出口，还包括甲醇制备装置，所述甲醇制备装置与所述二氧化碳分离装置的二氧化碳出口连通，所述甲醇制备装置与所述锅炉的二氧化碳出口连通，所述甲醇制备装置与所述水煤气反应装置的混合气体出口连通，所述甲醇制备装置与所述重整反应装置的混合气体出口连通。

31、可选地，所述氢气提纯装置具有混合气体出口，所述氢气提纯装置的混合气体出口与所述锅炉的气体入口连通。

32、可选地，还包括一个或多个加氢站，所述加氢站位于所述锅炉的安全距离之外。

技术特征：

1.通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

6.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

8.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，所述生物质炭在水煤气反应和重整反应后均产生灰分，还包括如下步骤：

9.根据权利要求1所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，所述混合气体采用变压吸附工艺和变温吸附工艺中至少一者提纯氢气；

10.通过生物质原料制造绿氢的系统，适用于权利要求1-9任一项所述的通过生物质原料制造绿氢的方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的通过生物质原料制造绿氢的系统，其特征在于，还包括除尘装置，所述除尘装置连接在所述水煤气反应装置和所述重整反应装置之间，和/或，所述除尘装置连接在所述重整反应装置和所述二氧化碳分离装置之间；

12.根据权利要求10所述的通过生物质原料制造绿氢的系统，其特征在于，所述氢气提纯装置具有混合气体出口，所述氢气提纯装置的混合气体出口与所述锅炉的气体入口连通。

13.根据权利要求10所述的通过生物质原料制造绿氢的系统，其特征在于，还包括一个或多个加氢站，所述加氢站位于所述锅炉的安全距离之外。

技术总结本发明公开通过生物质原料制造绿氢的方法和系统，包括：将生物质原料进行气化，获得生物质炭和包含可燃气体的合成气；将合成气送入锅炉燃烧进行蒸汽发电，产生的电能为生物质原料制造绿氢的过程供电，将生物质炭依次经过水煤气反应和重整反应后获得含有氢气、二氧化碳的混合气体，混合气体先经过二氧化碳分离，再提纯氢气获得绿氢。本发明将生物质炭用于制造绿氢，储运生物质炭的成本远低于储氢和运氢成本；同时，将合成气送入锅炉燃烧进行蒸汽发电，产生电能为制造绿氢的过程供电，除初始启动外，无需外接电源，符合绿氢制备需求，且绿氢产量稳定，保证后续需利用绿氢的化工工艺稳定运行。技术研发人员：王清受保护的技术使用者：安徽领潮智能设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30