[发明专利]由生物质制备甲烷的方法

说明书

由生物质制备甲烷的方法，其中该生物质在含有分子氢和脱氧催化剂的反应器容器中加氢热解，其输出物流使用加氢转化催化剂加氢。将加氢转化步骤的输出物流供给到水煤气变换工艺，以提供H₂O与包含CO₂、H₂和甲烷的产物气体的混合物。将该混合物的各组分分离，得到基本上仅包括甲烷的产物流。

本申请是一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2011年6月9日、申请号为201180038507.0 (PCT/US2011/001048)、发明名称为“由生物质制备甲烷的方法”。

技术领域

本发明涉及用于通过热化学转化将生物质直接转化成甲烷的集成的方法。当用于本文时，术语“生物质”是指来自活的或死的有机体的生物材料，并包括木质纤维素如木材、水生材料如藻类、水生植物、海草，和动物副产品和废料，例如肉屑、脂肪、和污泥。在一个方面，本发明涉及用于由生物质制备甲烷的多段加氢热解工艺。

背景技术

常规的生物质的热解，通常是快速热解，并不使用或需要H₂或催化剂并且产生浓稠的、酸性的、反应性液体产物，其中含有水、油和工艺中形成的焦。通过常规的快速热解可以得到高的甲烷收率；但是，在无氢存在的快速热解中通常会得到较高的焦收率，其与本发明的方法相比降低了甲烷的收率。还可以通过常规的热解和厌氧消化工艺来由生物质制备甲烷。此外，可以采用在气化之后甲烷化来由生物质制备甲烷。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于制备甲烷的方法和装置，与常规的厌氧消化、气化或快速热解相比，其提供了更高的甲烷收率。

本发明的一个目的是提供用于制备甲烷的方法和装置，与可比较的厌氧消化或快速热解相比，其占用更少的物理占地面积。生物质在厌氧消化器中的转化需要较长的时间（在消化器中20-30天的停留时间），需要非常大的厌氧消化器。

本发明的另一个目的是提供用于制备甲烷的方法和装置，其与常规的蒸汽和氧加压气化之后甲烷化相比成本更低。气化是资金密集型的，因为它在高温下运行，需要空气分离设备来制备所需的氧气，其中空气分离设备是资金密集型的。

本发明的另一个目的是提供用于由生物质制备甲烷的方法和装置。