本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)，涉及一種利用生物質(zhì)合成甲醇的生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、自從1966年發(fā)現(xiàn)銅鋅鋁低壓合成甲醇催化劑以來，甲醇工業(yè)得到迅猛發(fā)展。目前，我國甲醇的產(chǎn)能已超過九千萬噸/年。近年來新建的甲醇裝置大多采用低壓甲醇合成工藝。自從1997年lurgi公司率先提出“大甲醇”(mega?methanol，年產(chǎn)百萬噸級(jí)甲醇合成裝置)概念后，davy、lurgi、topsoe等公司相繼提出大型甲醇裝置甲醇合成工藝，近年來，對(duì)甲醇合成反應(yīng)器的研究的重點(diǎn)主要集中在甲醇合成的大型化發(fā)展，增加規(guī)模，節(jié)能降耗，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高綜合效益。

2、cn221268068u公開了一種低壓合成甲醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，通過將合成氣管和循環(huán)氣管連通至混合管，混合管分為兩個(gè)支管，經(jīng)歷兩輪換熱以及冷卻過程，合成甲醇，以解決碳、氫利用率低，具有增產(chǎn)、節(jié)能、降耗的技術(shù)效果，但是其能耗有待進(jìn)一步降低。

3、cn118594426a公開了一種生物質(zhì)氣化耦合綠氫制綠色甲醇的單元，包括：氣化單元(a)、凈化單元(b)、氫氧單元(c)、合成單元(d)；所述的氣化單元(a)所產(chǎn)生的合成氣(104)通過凈化單元(b)后合成單元的原料氣(107)；所述的氫氧單元(c)生產(chǎn)的氧氣(109)作為氣化單元的氧氣，氫氧單元(c)生產(chǎn)的氫氣(113)作為合成單元(d)的原料氣氫碳比調(diào)節(jié)的氫源；所述合成單元(d)的部分馳放氣(121)返回氣化單元循環(huán)使用。但是生物質(zhì)直接氣化產(chǎn)生的可燃?xì)庵械慕M分復(fù)雜，焦油等雜質(zhì)含量較高，用于合成甲醇過程中，需要對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行凈化的難度較大，且凈化成本也相對(duì)較高。

4、因此，現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問題。首先，由于生物質(zhì)中含有大量的揮發(fā)分和焦油，生物質(zhì)氣化得到的可燃?xì)庵薪褂秃推渌s質(zhì)含量較高，需要通過復(fù)雜的凈化過程才能得到適合合成甲醇的清潔可燃?xì)?，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也影響了生產(chǎn)效率。其次，現(xiàn)有的技術(shù)中，生物質(zhì)氣化得到的可燃?xì)庵薪褂蜁?huì)堵塞設(shè)備而損害設(shè)備。此外，現(xiàn)有的技術(shù)在生物質(zhì)預(yù)熱、炭化、水蒸氣需要的熱能方面，通常采用化石燃料燃燒的方式，這不僅增加了能源消耗，也不符合節(jié)能減排的要求。

5、基于此，為進(jìn)一步節(jié)能減耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并進(jìn)一步降低工藝難度以及成本，非常有必要提供一種新的合成甲醇的生產(chǎn)系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種利用生物質(zhì)合成甲醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，所述生產(chǎn)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)連接生物質(zhì)炭化單元、生物炭氣化單元以及甲醇合成單元；

2、其中生物質(zhì)炭化單元包括生物質(zhì)炭化爐，生物質(zhì)炭化爐上設(shè)置有生物質(zhì)入口、生物炭出口和可燃?xì)?出口，用于將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物炭和可燃?xì)?；

3、所述生物炭氣化單元包括生物炭氣化爐，生物炭氣化爐上設(shè)置有生物炭進(jìn)料口、水蒸氣入口以及可燃?xì)?出口，用于將生物炭氣化轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?；

4、所述的甲醇合成單元包括甲醇合成塔，甲醇合成塔上設(shè)置有可燃?xì)?入口和甲醇出口，可燃?xì)?用于合成甲醇；

5、其中所述生物炭出口與所述生物炭進(jìn)料口連接，可燃?xì)?出口與可燃?xì)?入口連接。

6、優(yōu)選的，還包括生物質(zhì)氣化單元用于將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w3；

7、所述生物質(zhì)氣化單元包括生物質(zhì)氣化爐，生物質(zhì)氣化爐上設(shè)置有生物質(zhì)入口、含氧氣體入口、灰渣出口以及可燃?xì)?出口。

8、優(yōu)選的，還包括可燃?xì)?燃燒單元，可燃?xì)?燃燒單元包括可燃?xì)?燃燒爐，可燃?xì)?燃燒爐上設(shè)置有可燃?xì)?入口、含氧氣體入口以及高溫?zé)煔獬隹?，所述高溫?zé)煔庥煽扇細(xì)?燃燒后產(chǎn)生；

9、所述可燃?xì)?入口與所述生物質(zhì)氣化單元中可燃?xì)?出口連接，用于輸送可燃?xì)?；所述的生物質(zhì)炭化爐包括高溫?zé)煔馊肟诤透邷責(zé)煔獬隹?，所述的可燃?xì)?燃燒爐上的高溫?zé)煔獬隹谂c所述的生物炭氣化爐的高溫?zé)煔馊肟谶B接，實(shí)現(xiàn)可燃?xì)?燃燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔廨斔椭辽镔|(zhì)炭化爐中，用于加熱生物質(zhì)。

10、優(yōu)選的，所述生物質(zhì)炭化爐外壁上設(shè)置有夾套；

11、所述夾套上設(shè)置有所述高溫?zé)煔馊肟诤透邷責(zé)煔獬隹?，用于進(jìn)出高溫?zé)煔猓?/p>

12、所述夾套上的高溫?zé)煔馊肟谂c可燃?xì)?燃燒單元中的高溫?zé)煔獬隹谥g連接。

13、優(yōu)選的，還包括可燃?xì)?熱能回收單元設(shè)置在生物炭氣化單元與甲醇合成單元之間，用于將生物炭氣化單元產(chǎn)生的高溫可燃?xì)?的熱能交換給冷卻水變成預(yù)熱水，可燃?xì)鉄崮芑厥諉卧庖簱Q熱器，氣液換熱器上包括可燃?xì)?入口、可燃?xì)?出口、冷卻水入口和預(yù)熱水出口；

14、所述可燃?xì)?入口與生物炭氣化單元中可燃?xì)?出口相連；

15、所述可燃?xì)?出口與可燃?xì)?凈化單元相連。

16、優(yōu)選的，所述生產(chǎn)系統(tǒng)還包括生物質(zhì)預(yù)熱單元；

17、所述生物質(zhì)預(yù)熱單元包括生物質(zhì)預(yù)熱爐，生物質(zhì)預(yù)熱爐上設(shè)置高溫?zé)煔馊肟?、生物質(zhì)原料入口、生物質(zhì)原料出口和高溫?zé)煔獬隹冢?/p>

18、所述生物質(zhì)原料入口用于添加生物質(zhì)原料；生物質(zhì)原料出口用于輸出生物質(zhì)預(yù)熱的生物質(zhì)原料；

19、所述生物質(zhì)原料出口與生物質(zhì)氣化單元的生物質(zhì)入口、生物質(zhì)炭化單元中的生物質(zhì)入口相連；生物質(zhì)預(yù)熱爐上的高溫?zé)煔馊肟谂c所述的生物質(zhì)炭化爐的高溫?zé)煔獬隹谶B接。

20、優(yōu)選的，所述生產(chǎn)系統(tǒng)還包括鍋爐單元和過熱蒸汽單元；

21、所述鍋爐單元包括可燃?xì)?燃燒爐，與可燃?xì)?熱能回收單元和生物質(zhì)氣化單元連接，用于燃燒可燃?xì)?以釋放熱量將預(yù)熱水加熱轉(zhuǎn)化為水蒸氣；

22、所述可燃?xì)?燃燒爐包括可燃?xì)?入口、含氧氣體入口、預(yù)熱水入口、煙氣出口和水蒸氣出口；

23、所述的可燃?xì)?燃燒爐的可燃?xì)?入口與所述的生物質(zhì)氣化爐的可燃?xì)?出口連接，所述的可燃?xì)?燃燒爐的預(yù)熱水入口與所述的可燃?xì)?熱能回收單元的與預(yù)熱水出口連接；

24、所述過熱蒸汽單元包括可燃?xì)?燃燒爐，用于將可燃?xì)?燃燒以釋放熱量將水蒸氣加熱轉(zhuǎn)化為過熱水蒸氣，所述可燃?xì)?燃燒爐上設(shè)置有可燃?xì)?入口、含氧氣體入口、水蒸氣入口、過熱水蒸氣出口和煙氣出口，可燃?xì)?燃燒爐的水蒸氣入口與鍋爐單元的水蒸氣出口相連，可燃?xì)?入口與生物質(zhì)炭化單元中的可燃?xì)?出口相連；

25、所述的生物炭氣化單元還包括過熱水蒸氣入口，所述過熱水蒸氣出口與生物炭氣化單元中的水蒸氣入口相連。

26、優(yōu)選的，還包括可燃?xì)?凈化單元設(shè)置于生物炭氣化單元的可燃?xì)?出口與甲醇合成單元的可燃?xì)?入口之間，可燃?xì)?凈化單元包括可燃?xì)?凈化裝置，用于將可燃?xì)?凈化成一氧化碳和氫氣。

27、優(yōu)選的，還包括可燃?xì)?儲(chǔ)氣單元以及可燃?xì)?的調(diào)變單元，可燃?xì)?儲(chǔ)氣單元與可燃?xì)?凈化單元連接，用于將凈化后的可燃?xì)?儲(chǔ)存；儲(chǔ)氣單元介于所述的可燃?xì)獾恼{(diào)變單元和可燃?xì)?凈化單元之間，調(diào)變單元用于調(diào)整一氧化碳和氫氣的比例。

28、優(yōu)選的，所述生產(chǎn)系統(tǒng)還包括煙氣環(huán)保處理單元。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)在利用生物質(zhì)合成甲醇工藝中主要實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果：

30、1)避免焦油對(duì)設(shè)備產(chǎn)生堵塞問題：現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化技術(shù)得到的可燃?xì)庵薪褂秃推渌s質(zhì)含量較高，會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生堵塞的問題。需要通過復(fù)雜的凈化過程才能得到適合合成甲醇的清潔可燃?xì)?，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也影響了生產(chǎn)效率。通過本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)，將生物質(zhì)炭化、生物炭氣化以及甲醇合成單元串聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)先將生物質(zhì)炭化，生物質(zhì)發(fā)生熱解，其中的大部分揮發(fā)份可轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇細(xì)?，絕大多數(shù)焦油在生物質(zhì)炭化過程中隨著可燃?xì)?得以釋放，炭化后所得生物質(zhì)炭含的揮發(fā)份少。再將生物炭氣化，得到可燃?xì)?，可燃?xì)?中的焦油及其他雜質(zhì)含量大大降低。通過生物質(zhì)炭化與生物炭氣化的分段制氣工藝，可以實(shí)現(xiàn)可燃?xì)?與可燃?xì)?的分開收集與分別利用。其中可燃?xì)?焦油等雜質(zhì)含量低，用于合成甲醇，有效解決了這一問題。

31、2)高能源利用率和低排放：現(xiàn)有的技術(shù)在炭化、氣化以及氣化所需過熱水蒸氣的熱能方面，通常采用化石燃料燃燒的方式，這不僅增加了能源消耗，也不符合節(jié)能減排的要求。本技術(shù)方案通過生物質(zhì)氣化轉(zhuǎn)化成可燃?xì)?、生物質(zhì)炭化所產(chǎn)生的可燃?xì)?進(jìn)一步燃燒為生物質(zhì)炭化、氣化以及氣化所需過熱水蒸氣的制備過程提供了熱能，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高效利用，減少了傳統(tǒng)的石化燃料消耗和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

32、3)廣泛的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用前景：本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)在生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域、化學(xué)工程領(lǐng)域和甲醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域等應(yīng)用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，市場(chǎng)需求大，具有良好的商業(yè)價(jià)值。