[发明专利]一种生产生物质合成天然气的改进方法

说明书

本发明公开了一种生产生物质合成天然气的改进方法，涉及能源技术领域，要解决的是现有方式得到的甲烷率不高的问题。本发明具体步骤如下：包括常规的气化步骤、净化与调整步骤以及甲烷化步骤；还包括水合步骤：将甲烷化的产物采用FICFB方法合成SNG，将SNG通入四丁基氟化铵溶液中并且恒温保持，然后过滤，即得到甲烷。本发明通过水合过程替换提质过程，根据不同气体在配置溶液中相平衡的点不同，可以将甲烷单独分离出来，其他的气体重新返回到甲烷化的过程中，重新生成甲烷，控制甲烷化过程中的温度和反应物的物质的量，降低了催化剂失活可能性，在尽可能小的改变原有装置的基础上提高甲烷化的效率，并且还对反应进行的热量的回收。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体是一种生产生物质合成天然气的改进方法。

背景技术

生物质指的是地球上一切通过光合作用获取能量的生物，包括地球上所有的植物动物和微生物。这些生物通过直接或者间接的光合作用，将太阳能以化学能的形式存储在生物体中。目前生物质能已经成为除了煤炭、石油、天然气之外的第四大能源，在整个人类的能源应用领域占据着极其重要的地位。我国作为一个农业大国，生物质的储备量非常的丰富，据统计我国各种生物质资源总量大概在5×10⁹吨。

生物质气指的是在一定条件下将生物质中的碳水化合物转化成H₂、CH₄、CO等低分子的烃类和碳的混合物。

就目前来看生物质气的产生有很多的方法，主要包括干燥、热解、氧化和还原这四个步骤。当生物质原料被送入气化炉中，原料中所含有的水分在高温下会变成水蒸气挥发出去，剩下的完全干燥的物料和水蒸气在一定的高温环境下发生热解反应，生物质气化的整个过程主要生成H₂、C、CH₄、CO、CO₂和水蒸气。生物质的气化过程是一个非常复杂的化学反应过程，其中不仅包括的固体和气体的非均相反应，还有各种气体之间的均相反应。生物质气化过程根据是否有气化剂可以分为两种，分别是使用气化剂和不使用气化剂。而气化剂的种类也非常的丰富，包括空气气化、水蒸气气化、氧气气化和复合气化剂等。例如空气气化是指在一定温度下生物质和空气中的有效成分包括O₂和CO₂进行反应，生成混合气体和固态碳的过程，空气气化有很多的好处，首先空气的量很大，取之不尽用之不竭，所以采用空气作为原料成本很低，其次由于生物质中的成分会和空气中的氧气发生不完全氧化反应，放出大量的热，更加促进反应的进行。但是空气气化也有自己的缺点，比如空气中的N₂含量很大，但是在气化过程中，N₂属于无效成分，这就会导致产生的可燃气体浓度比较低，降低了生物质气的热值。

生物质气是由生物质加工而成的产物，其中的灰分和硫相比于煤炭要少很多，是一种典型的清洁燃料。因此生物质气还有很多用途，在日常生活方面利用生物质气化技术为城镇居民提供燃气，成本非常低和传统蜂窝煤相近。在工业生产中，生物质气的成本比煤炭稍微高一些，但是比纯天然气和石油要低得多，但是考虑到生物质属于清洁能源，所以采用生物质气作为能源能够带来巨大的经济效益和生态效益。

但是，由于生物质气化过程本身存在的问题，也会导致其在一些领域的使用受到限制，例如早在20世纪的90年代就开始了生物质气的热电联产，主要采用燃气内燃机，但是燃气内燃机对于燃料的要求比较高，而生物质气的提纯又比较困难，所以只能在政府的支持下进行，效益比较低。生物质气化产生的燃气通常焦油含量偏高，而焦油会和水、灰结合在一起堵塞输送燃气的管道。而现在生物质气又有了一些新的发展方向，比如通过生物质合成燃料，首先通过气化技术产生合成气，再通过合成技术产生费托液体燃料和含氧液体燃料，或者将生物质气甲烷化生成天然气直接作为能源。就目前的能源形式来看，天然气是一种非常洁净的燃料，而中国在2020年天然气缺口可能要达到1000亿立方米，现在除了寻找各种天然气的矿产资源以外，还可以通过生物质来制取天然气。