生物质热解气化生产甲烷的方法与流程

本发明涉及生物质热解气化和甲烷生产领域，尤其是涉及一种生物质热解气化生产甲烷的方法。

背景技术：

1、目前常规的生物质气化技术是通过单段固定床或流化床反应器将生物质原料与氧气、水蒸气混合，在1000℃以下发生化学反应生成粗合成气，粗合成气中除了氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等组分以外，还包含难以处理的焦油和其他杂质。合成气中的焦油易于在下游装置的低温区域发生冷凝而沉积，造成管道堵塞，降低气化工艺的整体生产效率并且带来高昂的运行保养费用。为了解决气化炉出口的焦油问题，一般通过部分氧化装置提高气化炉出口温度(>1300℃),但是造成粗合成气中的有效气(氢气、一氧化碳、甲烷等)含量低以及整个气化系统的氧气消耗大、气化冷煤气效率低等问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生物质热解气化生产甲烷的方法，本发明要解决的技术问题是为了克服现有生物质气化过程中由于气化炉出口温度低造成的焦油问题，或是提高温度而造成的气化过程能耗高等问题。另外通过生物质的分级分质利用生产甲烷，并且富产油品，大幅降低能耗。加氢气化过程显著降低氧气的消耗，进一步降低通过生物质气化生产甲烷的成本。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

2、本发明提供一种生物质热解气化生产甲烷的方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1：将生物质原料与固体热载体在提升管反应器内混合发生快速加氢热解反应生成热解产物，所述热解产物经过气固分离获得富含油品的热解气和热解半焦；

4、s2：所述富含油品的热解气经热解气洗涤分离出热解气和油水混合物；所述热解气的一部分返回所述提升管反应器；

5、s3：步骤s1中的热解半焦与水蒸气、氢气在鼓泡流化床反应器内混合发生加氢气化反应获得含气化半焦的粗合成气和炉渣，其中一部分炉渣排出，另一部分炉渣和惰性床料作为固体热载体返回步骤s1所述的提升管反应器内，含气化半焦的粗合成气经气固分离后获得粗合成气和气化半焦；

6、s4：步骤s3中的粗合成气进行经余热回收、除尘、洗涤获得合成气；

7、s5：将步骤s4中获得的合成气与步骤s2中剩余部分的热解气中的部分一氧化碳转化生成氢气；经净化脱除混合气中的二氧化碳和含硫杂质；

8、s6：将步骤s5经净化后的合成气甲烷化生成甲烷。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

10、通过采用本发明的生物质热解气化生产甲烷的方法，将生物质原料的热解过程和半焦气化过程分别在提升管反应器和鼓泡流化床反应器两个反应器内进行，有效解决了合成气生产过程中的焦油问题。通过生物质原料在500-600℃的快速热解一方面生产高品质油品，另一方面提升半焦的气化反应活性，并且利用加氢气化过程的强放热效应为半焦气化反应提供热量，并且提高合成气中的甲烷含量。

技术特征：

1.一种生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，包括如下特征的任一项或多项：

3.如权利要求2所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，还包括如下特征的任一项或多项：

4.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，还包括如下特征的任一项或多项：

5.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，还包括如下特征的任一项或多项：

6.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，还包括如下特征的任一项或多项：

7.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，步骤s4中，粗合成气经余热回收获得余热回收的合成气和副产蒸汽；所述余热回收的合成气除尘获得除尘的合成气，所述除尘的合成气经洗涤去除剩余飞灰、部分硫化氢、氨及其它杂质获得合成气。

8.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，步骤s5中，步骤s4中获得的合成气与步骤s2中剩余部分的热解气的体积比为2.5～1.1。

9.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，步骤s5中，步骤s4中获得的合成气与步骤s2中剩余部分的热解气组成的混合气的干气量为3000～100000nm3/h。

10.如权利要求1所述的生物质热解气化生产甲烷的方法，其特征在于，步骤s5中，步骤s4中获得的合成气与步骤s2中剩余部分的热解气组成的混合气包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和其他组分，其中，所述甲烷在混合气中的体积百分比为25～40vol％；所述氢气在混合气中的体积百分比为15～30vol％；所述一氧化碳在混合气中的体积百分比为15～25vol％；所述二氧化碳在混合气中的体积百分比为25～32vol％；所述其他气体在混合气中的体积百分比为1～5vol％。

技术总结
本发明涉及一种生物质热解气化生产甲烷的方法。所述方法包括：S1：将生物质原料与固体热载体在提升管反应器内发生快速加氢热解反应并气固分离获得富含油品的热解气和热解半焦；S2：富含油品的热解气经热解气洗涤分离出热解气和油水混合物；S3：热解半焦与水蒸气、氢气在鼓泡流化床反应器内混合发生加氢气化反应获得含气化半焦的粗合成气和炉渣，其中一部分炉渣排出，另一部分炉渣和惰性床料作为固体热载体返回提升管反应器内，含气化半焦的粗合成气经气固分离后获得粗合成气和气化半焦；S4：粗合成气进行经余热回收、除尘、洗涤获得合成气；S5：将合成气与剩余部分的热解气中的部分一氧化碳转化生成氢气；S6：将经净化后的合成气甲烷化生成甲烷。

技术研发人员：黄万福,杨继海
受保护的技术使用者：惠生工程（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28