[發明專利]一種利用生物質發電的系統及方法

有效

• 申請號: 201210277213.X
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102796656A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 向華;龐娟娟;向德成
• 申請（專利權）人: 上海合既得動氫機器有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C07C31/04;C07C29/50;C01B3/32;F02B43/10
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

1.一種利用生物質發電的系統，其特征在于，所述系統包括：沼氣制備子系統，用以以生物質為原料、在隔絕空氣的條件下，利用甲烷細菌使生物質中的有機物發酵生成沼氣；

甲醇制備子系統，與沼氣制備子系統的沼氣出口連接，用以將生成的沼氣加壓后從其中提取出甲烷，而后將甲烷氧化生成甲醇；所述甲醇制備子系統提取甲烷的過程包括如下步驟：步驟S21、將沼氣通過堿石灰洗滌，除去其中的硫化氫、二氧化碳；步驟S22、將經過步驟S21之后的沼氣通過濃硫酸，除去其中的氨氣；步驟S23、將經過步驟S23之后的沼氣利用低溫揮發法制得高純度的甲烷；將甲烷氧化生成甲醇的過程包括：將甲烷和氧氣按8~9:1~2的體積比混合，在150~220℃和80~125個大氣壓的條件下，通過銅制管道反應制得甲醇，反應式是：2CH₄＋O₂=2CH₃OH；

氫氣制備子系統，與甲醇制備子系統的甲醇出口連接，用以利用生成的甲醇和水混合，制得氫氣；所述氫氣制備子系統的制氫過程包括如下步驟：步驟S31、將甲醇和水通過泵輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；步驟S32、氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室內的溫度為370°-409°；步驟S33、重整室與分離室之間設有預熱控溫機構，用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預熱控溫機構作為重整室與分離室之間的緩沖，縮短重整室輸出氣體溫度與分離室溫度之間的溫度差，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；步驟S34、所述分離室內的溫度設定為400°-450°，分離室的溫度高于重整室內的溫度；分離室內設有鈀膜分離器，從鈀膜分離器的產氣端得到氫氣；

氫氣發電子系統，與氫氣制備子系統的氫氣出口連接，用以利用制得的氫氣發電。

2.一種利用生物質發電的系統，其特征在于，所述系統包括：

沼氣制備子系統，用以以生物質為原料、在隔絕空氣的條件下，利用甲烷細菌使有機物發酵生成沼氣；

甲醇制備子系統，與沼氣制備子系統的沼氣出口連接，用以從生成的沼氣中提取出甲烷，而后將甲烷氧化生成甲醇；

氫氣制備子系統，與甲醇制備子系統的甲醇出口連接，用以利用生成的甲醇和水混合制得氫氣，或者直接通過生成的甲醇制得氫氣；

氫氣發電子系統，與氫氣制備子系統的氫氣出口連接，用以利用制得的氫氣發電。

3.根據權利要求2所述的利用生物質發電的系統，其特征在于：

所述甲醇制備子系統提取甲烷的過程包括如下步驟：

步驟S21、將沼氣通過堿石灰洗滌，除去其中的硫化氫、二氧化碳；

步驟S22、將經過步驟S21之后的沼氣通過濃硫酸，除去其中的氨氣；

步驟S23、將經過步驟S23之后的沼氣利用低溫揮發法制得高純度的甲烷。

4.根據權利要求2所述的利用生物質發電的系統，其特征在于：

將甲烷和氧氣按8~9:1~2的體積比混合，在150~220℃和80~125個大氣壓的條件下，通過銅制管道反應制得甲醇，反應式是：2CH₄＋O₂=2CH₃OH。

5.根據權利要求2所述的利用生物質發電的系統，其特征在于：

所述氫氣制備子系統的制氫過程包括如下步驟：

步驟S31、將甲醇和水通過泵輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；

步驟S32、氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內設有催化劑，重整室內的溫度為370°-409°；

步驟S33、重整室與分離室之間設有預熱控溫機構，用以加熱從重整室輸出的氣體；所述預熱控溫機構作為重整室與分離室之間的緩沖，縮短重整室輸出氣體溫度與分離室溫度之間的溫度差，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；

步驟S34、所述分離室內的溫度設定為400°-450°，分離室的溫度高于重整室內的溫度；分離室內設有鈀膜分離器，從鈀膜分離器的產氣端得到氫氣。