秸稈控氧裂解合成甲醇的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種秸桿控氧裂解合成甲醇的方法及裝置。適用于秸桿的無(wú)污染消納和資源化利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前中國(guó)農(nóng)業(yè)秸桿禁燒工作非常艱難，秸桿的無(wú)污染消納和資源化利用一直沒(méi)有很好的出路。回田會(huì)影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)種植，更為嚴(yán)重的是秸桿是源于陽(yáng)光空氣和水的生物質(zhì)能源，回田自然分解產(chǎn)生二氧化碳的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷氣體，甲烷的大氣溫室作用是二氧化碳的20倍以上。因此，從長(zhǎng)期來(lái)看，回田比焚燒的危害更嚴(yán)重。秸桿制肥，大量生物質(zhì)能源成分實(shí)際上只是作為填充料回田，這和整體回田的結(jié)果沒(méi)有不同。做建材和造紙只是換種方式加以延緩處理而已，更何況消納數(shù)量有限，無(wú)法解決大局。做飼料發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，也存在消納數(shù)量的問(wèn)題。
[0003]秸桿發(fā)電，目前采用的是直燃或氣化在二次燃燒，直燃氮氧化物不達(dá)標(biāo)正在被禁止;氣化是用空氣助燃溫度最高只能到950度，會(huì)產(chǎn)生焦油和有害氣體，二次燃燒高溫可消除焦油和有害氣體，但是氮氧化物將超標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種秸桿控氧裂解合成甲醇的方法及裝置，以充分利用秸桿，降低對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)轉(zhuǎn)化成可再生清潔能源替代化石能源。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種秸桿控氧裂解合成甲醇的方法，其特征在于步驟如下:粉碎一尚濃度氧環(huán)境下裂解一除塵一降溫一儲(chǔ)存一初級(jí)增壓一脫氧一脫出二氧化碳并調(diào)配氫碳比一加壓一合成一分離；
[0006]a、粉碎，秸桿經(jīng)秸桿粉碎機(jī)粉碎；
[0007]b、高濃度氧環(huán)境下裂解，秸桿粉碎后送入控氧裂解爐，往控氧裂解爐內(nèi)輸入高濃度氧氣進(jìn)行助燃使部分秸桿燃燒產(chǎn)生熱量供其余秸桿分解裂解，產(chǎn)生氫氣、一氧化碳和二氧化碳混合的裂解氣；
[0008]C、除塵，裂解氣經(jīng)過(guò)高溫膜除塵器除去灰塵顆粒；
[0009]d、降溫，除塵后的裂解氣經(jīng)換熱降溫裝置降溫；
[0010]e、儲(chǔ)存，降溫后的裂解氣送入裂解氣儲(chǔ)罐儲(chǔ)存；
[0011]f.、初級(jí)增壓，裂解氣增壓裝置從裂解氣儲(chǔ)罐抽取裂解氣進(jìn)行初級(jí)增壓；
[0012]g、脫氧，增壓后的裂解氣送入脫氧塔去除氧氣；
[0013]h、脫出二氧化碳并調(diào)配氫碳比，除氧后的裂解氣輸入脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置調(diào)整氫氣與一氧化碳的比例，并將多余的一氧化碳和二氧化碳分離形成分離氣，去除分離氣的裂解氣形成甲醇原料氣；
[0014]1、加壓，甲醇原料氣經(jīng)加壓裝置加壓；
[0015]j、合成，經(jīng)加壓的甲醇原料氣輸送到甲醇合成塔合成甲醇；
[0016]k、分離，通過(guò)甲醇分離器將甲醇和馳放氣分離。
[0017]步驟d中換熱降溫裝置采用裂解氣蒸汽裝置，高溫裂解氣經(jīng)裂解氣蒸汽裝置降溫的同時(shí)加熱軟水產(chǎn)生水蒸汽補(bǔ)充到控氧裂解爐內(nèi)。
[0018]將分離氣和馳放氣送入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組燃燒發(fā)電。
[0019]—種秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，其特征在于:包括秸桿裂解裝置和裂解氣合成甲醇裝置，其中:
[0020]秸桿裂解裝置具有秸桿粉碎機(jī)和控氧裂解爐，所述秸桿粉碎機(jī)與控氧裂解爐上端進(jìn)料口之間設(shè)有秸桿輸送裝置，該控氧裂解爐與空分制氧機(jī)的出氣口連通；
[0021 ]裂解氣合成甲醇裝置包括脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置和甲醇合成塔，所述控氧裂解爐上端的出氣口依次經(jīng)高溫膜除塵器和裂解氣蒸汽裝置連通裂解氣儲(chǔ)罐，裂解氣儲(chǔ)罐經(jīng)裂解氣增壓裝置和脫氧塔連通脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置，該脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置的原料出氣口依次經(jīng)加壓裝置和甲醇合成塔連通甲醇分離器。
[0022]具有發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置具有燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組連通甲醇分離器的出氣口和脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置的分離氣出氣口。
[0023]所述燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組連通所述裂解氣儲(chǔ)罐。
[0024]所述裂解氣蒸汽裝置的進(jìn)水管接入軟水，裂解氣蒸汽裝置的水蒸氣出氣管連通控氧裂解爐。
[0025]所述控氧裂解爐上端進(jìn)料口設(shè)有螺桿送料裝置，控氧裂解爐下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:I)通過(guò)空氣與分離制氧供秸桿熱裂解，是直接將秸桿部分熱值直接轉(zhuǎn)化成裂解所需要的熱量，熱效率高;2)利用高濃度氧使裂解氣中的氮?dú)鈽O少，既減少?gòu)U熱產(chǎn)生，又提高裂解氣熱值，使裂解氣工業(yè)價(jià)值提高，同時(shí)裂解氣的凈化負(fù)荷大幅降低，處理成本降低;3)選用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電，可以使發(fā)電效率提高，并且可以適應(yīng)不同的秸桿處理規(guī)模的需要，同時(shí)可以滿足甲醇、熱電三聯(lián)產(chǎn)的特點(diǎn)，用戶可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇熱電和甲醇的比例，實(shí)現(xiàn)秸桿能源化利用的多元化目標(biāo)。在對(duì)外輸出不需要熱電的情況下，熱電只供應(yīng)合成甲醇，起到可長(zhǎng)久和隨意儲(chǔ)存生物質(zhì)能源的作用，并可以經(jīng)濟(jì)性地異地輸送。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例包括秸桿裂解裝置、裂解氣合成甲醇裝置和發(fā)電裝置。
[0029]其中秸桿裂解裝置具有秸桿粉碎機(jī)1、秸桿輸送裝置2、控氧裂解爐3(市售產(chǎn)品，型號(hào):JY02，由常州潔源環(huán)?？萍加邢薰九涮咨a(chǎn))和空分制氧機(jī)14(市售產(chǎn)品，型號(hào):FL0-260M，由江西富氧力科技有限公司定制生產(chǎn))，秸桿粉碎機(jī)I通過(guò)秸桿輸送裝置2與設(shè)于控氧裂解爐3上端進(jìn)料口的螺桿送料裝置銜接，空分制氧機(jī)14的出氣口與控氧裂解爐3連通。
[0030]秸桿進(jìn)入秸桿粉碎機(jī)I后能夠自動(dòng)按裂解工藝要求將秸桿粉碎并送入秸桿輸送裝置2，兩者是同步銜接，使秸桿不會(huì)堵塞，秸桿粉碎機(jī)I 一工作，秸桿輸送裝置2將同步啟動(dòng)，將粉碎好的秸桿自動(dòng)輸送到控氧裂解爐3內(nèi)。通過(guò)在控氧裂解爐3上端進(jìn)料口設(shè)置的螺桿式送料裝置，利用秸桿自動(dòng)進(jìn)行密封，能夠防止裂解氣從秸桿輸送裝置2和控氧裂解爐3的銜接口泄漏。本例中控氧裂解爐3爐內(nèi)壁有可耐高溫1200°C以上的耐火材料防護(hù)，爐下部設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可自動(dòng)排出草木灰，并且出灰是采用通用的螺桿旋拉排灰，草木灰起到爐底密封作用，防止裂解氣21從爐底泄漏或空氣泄漏進(jìn)爐內(nèi)。
[0031]裂解氣合成甲醇裝置包括高溫膜除塵器4、裂解氣蒸汽裝置5、脫氧塔6、脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置7(型號(hào):FYLC-1200M，江西富氧力科技有限公司生產(chǎn)，通過(guò)變壓吸附的方式分離二氧化碳和多余的一氧化碳?xì)怏w，一氧化碳的分離量是可控的，以確保合成甲醇原料氣的氫碳比)、甲醇合成塔8(型號(hào):SYM-10T，由揚(yáng)州天浩化工設(shè)備有限公司定型配套生產(chǎn)提供)和甲醇分離器9(型號(hào):SYF-100-3I，由揚(yáng)州天浩化工設(shè)備有限公司定型配套生產(chǎn)提供)?？匮趿呀鉅t3上端的出氣口依次經(jīng)高溫膜除塵器4和裂解氣蒸汽裝置5連通裂解氣儲(chǔ)罐12，裂解氣儲(chǔ)罐12經(jīng)裂解氣增壓裝置11和脫氧塔6連通脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置7，該脫二氧化碳調(diào)配氫碳比裝置的原料出氣口依次經(jīng)加壓裝置10和甲醇合成塔8連通甲醇分離器9。
[0032]本例中裂解氣蒸汽裝置5的進(jìn)水管接入軟水，裂解氣蒸汽裝置的水蒸氣出氣管連通控氧裂解爐3。進(jìn)入裂解氣蒸汽裝置5的裂解氣溫度很高，可以產(chǎn)生高壓蒸汽，因此裂解氣蒸汽裝置5具備雙路系統(tǒng)，第一路產(chǎn)高壓蒸汽可以用于其它用途，第二路是被降溫的裂解氣加熱低壓蒸汽供控氧裂解爐3使用。在無(wú)高壓蒸汽用途的場(chǎng)合，可以加大