[发明专利]一种制取生物质基甲醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质燃料技术领域，尤其涉及一种制取生物质基甲醇的方 法。

背景技术

能源是国民经济和社会发展的基础，随着全球经济的高速发展，能源短 缺成为各国迫切需要解决的难题，也逐步成为制约我国当前和今后发展的瓶 颈，传统能源开发利用造成的生态环境污染问题日益严重。如何开发利用清 洁能源同时改善环境、降低污染，成为各国亟需解决的重要问题之一。因此 高效开发利用生物质能源，缓解能源需求压力，改善生态系统环境，同时保 障地区经济发展的研究具有重要的科学、经济和社会意义。

甲醇燃料是最简单的可以大规模工业合成的液体燃料，也是少有的可以 大规模替代车用燃料的清洁燃料之一。工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化 碳加压催化加氢的方法，工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇 精馏等工序。虽然此工艺较为成熟，但是其造气过程需要很高的能耗与大量 的煤、石油或天然气等化石燃料。随着化石燃料的不断消耗，该工艺的成本 将会越来越高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制取生物质基甲醇的方法，制取 过程简单，能高效产出甲醇。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种制取生物质基甲醇的方 法，包括以下步骤：

(1)将生物质裂解生成生物质炭粉；

(2)将生物质炭粉在温度为700-850℃与水蒸气反应，制备合成气H₂和CO；

(3)将步骤(2)中制备的合成气通入含有水气变换催化剂的固定床反 应器，在温度为260-300℃反应，使部分CO与水蒸气反应生成CO₂和H₂，得 粗原料气；

(4)将步骤(3)中的粗原料气通入Ca(OH)₂溶液，脱除过量的CO₂，得 原料气；

(5)将步骤(4)中的原料气通入甲醇合成催化剂层，所述催化剂层的 成分的质量百分比为：NiO 20-23％、ZnO 26-36％、Al₂O₃ 41-54％；在温度为 210-270℃、压力为4.5-5.5MPa，空速为9000-11000h^-1制备出生物质甲醇。

本发明的有益效果是：生物质炭为甲醇的生产原料取代煤、天然气等化 石资源，经济性较高，以煤炭为原料制得的粗水煤气中包含具有腐蚀性和污 染性的含硫和含氮杂质，容易使催化剂中毒，在气体净化时必须除去，使得 甲醇的生产工艺复杂。生物质炭中硫、氮元素的含量极少，具有洁净、环 保、可再生的优点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤(3)中，所述水气变换催化剂的成分质量百分比为 Ni 18-22％、ZnO 20-36％、Al₂O₃ 42-62％。

采用上述进一步方案的有益效果是：催化剂的设置能提高水气变化的速 率，并且能生成后续需要的催化层。

进一步，所述步骤(4)中，将粗原料气通入Ca(OH)₂溶液，脱除过量的CO₂，调整原料气中H₂、CO和CO₂的总当量比M＝H₂/(CO+1.5CO₂)＝2.0-2.05。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过调节原料气中H₂、CO和CO₂的 含量，实现生成甲醇的较优气体比例。

进一步，所述步骤(1)中，所述生物质为秸秆、木屑或稻壳中的一种 或几种。

采用上述进一步方案的有益效果是：来源广，成本低。

进一步，所述步骤(1)中，将生物质裂解生成生物质炭粉的方法为将 生物质在无氧或缺氧条件下经过300-450℃高温烘烤生成生物质炭粉。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。

实施例一

本实施例制取生物质基甲醇的方法包括以下步骤：

(1)将秸秆、木屑或稻壳裂解生成生物质炭粉；

(2)将生物质炭粉在温度为700℃与水蒸气反应，制备合成气H₂和CO；