【】本發(fā)明涉及玉米秸稈氣化制二甲醚領(lǐng)域，具體涉及以玉米秸稈為原料，以氧氣和水蒸氣為氣化劑的氣化工藝。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、玉米秸稈作為一種豐富的可再生木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，在生物能源生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。中國作為世界上最大的玉米產(chǎn)區(qū)之一，玉米秸稈的產(chǎn)量巨大，需要得到有效處理和利用，以避免對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。利用玉米秸稈生產(chǎn)能源的方法有很多，包括燃燒、碳化、熱解和發(fā)酵等，通過燃燒會(huì)釋放溫室氣體和有害氣體加劇全球變暖和空氣污染，而碳化和熱解過程都會(huì)產(chǎn)生有毒氣體對(duì)環(huán)境和健康造成危害。為了更有效地利用玉米秸稈并減少其產(chǎn)生的環(huán)境危害，急需開發(fā)一種玉米秸稈處理技術(shù)。其中玉米秸稈氣化生產(chǎn)生物燃料是一個(gè)重要方向，氣化是目前公認(rèn)的一種先進(jìn)、高效的方法，具有污染少、效率高等特點(diǎn)。

2、中國專利cn201810169605.1公開了提供了一種生物質(zhì)氣化耦合燃煤鍋爐發(fā)電系統(tǒng)，該方法采用了生物質(zhì)氣化、余熱回收、燃燒過程的耦合，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的間接發(fā)電，節(jié)省燃煤的同時(shí)高效利用了生物質(zhì)，并降低了燃煤鍋爐nox排放然而，對(duì)于如何處理過程中產(chǎn)生的co2沒有提及。

3、中國專利cn201811268055.5公開了一種生物質(zhì)氣化合成氣的制取方法及其設(shè)備，提供了一種生物質(zhì)氣化合成氣的制取方法，工藝簡單、穩(wěn)定，成本低，能有效的提升原料的氣化效率，但是對(duì)于進(jìn)一步制備高值生物燃料沒有提及。

4、本發(fā)明以氧氣和水蒸汽為氣化劑，通過氣化技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為合成氣進(jìn)而制得二甲醚的過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、[要解決的技術(shù)問題]

2、本發(fā)明提供了一種以玉米秸稈為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑的氣化制二甲醚的工藝方法，解決了氣化制二甲醚帶來的巨大溫室氣體排放和生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的粗合成氣化學(xué)計(jì)量數(shù)不滿足合成要求的難題。與其他方法比較，該系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)中的co2排放，并同時(shí)生產(chǎn)二甲醚和電力。

3、[技術(shù)方案]

4、本發(fā)明針對(duì)生物質(zhì)處理帶來的環(huán)境污染、二甲醚需求增大和生物質(zhì)利用效率低的現(xiàn)狀，提出了生物質(zhì)為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑的工藝方法，在減少污染物排放的同時(shí)能夠產(chǎn)生燃料和電力。

5、本發(fā)明一種以生物質(zhì)為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑的氣化耦合超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電的工藝，該工藝主要由以下單元組成：氣化單元、超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電單元、氣體凈化單元、水氣變換單元、碳捕集單元、甲醇合成單元和二甲醚合成單元。具體實(shí)施步驟如下：

6、(1)以玉米秸稈為原料(1)，以氧氣和水蒸氣作為氣化劑(2)，進(jìn)入氣化單元進(jìn)行氣化，原料中有機(jī)組分經(jīng)過一系列氣化反應(yīng)后得到主要成分為co2、co和h2的粗合成氣(3)；

7、(2)所得的高溫粗合成氣(3)進(jìn)入超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行余熱利用發(fā)電；

8、(3)經(jīng)過余熱利用的粗合成氣(4)進(jìn)入氣體凈化單元，將粗合成氣中h2s等物質(zhì)進(jìn)行脫除；

9、(4)經(jīng)過氣體凈化后的合成氣分為兩股，一股合成氣(5)進(jìn)入水氣變換單元進(jìn)行碳?xì)湔{(diào)節(jié)，完成水氣變換的合成氣(7)進(jìn)入碳捕集單元進(jìn)行co2捕集后的合成氣(8)與另一股合成氣(6)一起進(jìn)入甲醇合成單元，合成氣(8)與合成氣(6)進(jìn)行混合后符合甲醇合成的化學(xué)計(jì)量數(shù)要求；

10、(5)合成氣(8)與合成氣(6)混合進(jìn)行甲醇合成，甲醇(9)進(jìn)入二甲醚合成單元進(jìn)行甲醇脫水合成二甲醚(10)。

11、[有益效果]

12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要有以下有益效果：

13、(1)采用該方法制備二甲醚，為生物質(zhì)制備二甲醚提供了新思路。

14、(2)該方法引入超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電，可以提高能量利用效率。

技術(shù)特征：

1.一種以生物質(zhì)為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑的氣化耦合超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電的工藝，該工藝主要由以下單元組成：氣化單元、超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電單元、氣體凈化單元、水氣變換單元、碳捕集單元、甲醇合成單元和二甲醚合成單元。具體實(shí)施步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，其特征在于，所述氣化單元中以生物質(zhì)為原料，減少環(huán)境危害。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，其特征在于，所述超臨界co2布雷頓循環(huán)發(fā)電單元中，進(jìn)行余熱利用發(fā)電，提高能量利用效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，其特征在于，生物質(zhì)氣化合成氣技術(shù)減少co2等污染物排放。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，其特征在于，在甲醇合成單元中，生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的粗合成氣化學(xué)計(jì)量數(shù)滿足了合成要求。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，其特征在于，經(jīng)過二甲醚單元合成后所得電力用于發(fā)電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種以氧氣和水蒸氣為氣化劑的玉米秸稈氣化制二甲醚工藝，解決了氣化制二甲醚帶來的巨大溫室氣體排放和生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的粗合成氣化學(xué)計(jì)量數(shù)不滿足合成要求的難題。與其他方法比較，該系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)中的CO<subgt;2</subgt;排放，并同時(shí)生產(chǎn)二甲醚和電力。

技術(shù)研發(fā)人員：于會(huì)國,殷樹鵬,趙磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東科技職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17