[發(fā)明專利]用于制造生物甲烷和生態(tài)甲烷的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610519331.5
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN106318417B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 亞當·克里洛維奇;雅羅斯瓦夫·克里洛維奇
• 申請（專利權）人: 比卡爾博股份公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10J3/48;C10K1/00;C10B57/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

1.一種用于生產生物甲烷和生態(tài)甲烷的方法，所述方法使用下述工藝進行：使用使生物質熱解成生物碳并與粉碎且可能適當制備的化石碳混合的工藝，以及使用使碳混合物加氫氣化的工藝，所述方法的特征在于，使粉碎干燥的基于植物的原材料或基于廢料的原材料單獨地或以特定的組的形式經歷熱解過程，所述熱解過程或者在約170℃至270℃的溫度范圍內在標準壓力下進行以產生半碳和熱解氣體，或者在約270℃至300℃的溫度范圍內進行以產生生物碳和熱解氣體，或者在高于300℃的溫度范圍內進行，所述熱解氣體中的一部分通向第二生物質熱解反應器以進行生物質熱解，所述熱解氣體中的另一部分通向預熱器以對加熱氣體的流進行預熱，而所獲得的包含約60％至65％的元素碳的所述半碳優(yōu)選與粉碎的褐煤混合，而包含約65％至80％的元素碳的所述生物碳與粉碎的煤混合，基于生物碳的元素碳C’與基于化石碳的元素碳C的比率優(yōu)選為C’:C＝1:1，將前一混合物或后一混合物供應至第一加氫氣化反應器，其中使用生物氫進行完全加氫氣化工藝以產生原煤氣和灰分，或者進行煤與生物碳的或者褐煤與半碳的部分加氫氣化工藝以產生原煤氣和細焦炭，而所述細焦炭通向預熱器以對加熱氣體流進行預熱，同時使所獲得的在第二熱交換器中冷卻的原煤氣經歷脫硫工藝，隨后分離成氫氣、剩余氣體以及由純生物甲烷和生態(tài)甲烷組成的甲烷混合物，而來自所述原煤氣冷卻的熱通向預熱器中以對加熱氣體進行預熱以及通向產生蒸汽的廢熱鍋爐中的第一熱交換器，而所述甲烷的一部分通向氣體分配管線并且另一部分供應至第三生物氫生成反應器，其中在生物甲烷與來自所述廢熱鍋爐的熱蒸汽的反應中，利用通過加熱氣體供應至所述反應的熱量，在約500℃至700℃的溫度下且在催化劑的存在下，形成生物氫和CO₂的混合物，所述混合物在所述廢熱鍋爐中冷卻之后分離成CO₂和通向所述第一反應器中的碳混合物加氫氣化工藝的生物氫，而將所述加熱氣體在預熱器中預熱至在第三反應器中進行生物氫形成反應所需的約800℃至1200℃的溫度，所述預熱使用供應有來自所述第二生物質熱解反應器的熱解氣體的燃氣燃燒器和/或使用從所述原煤氣中回收的多余氫氣以及使用供應有研磨的細焦炭或碳或生物碳的粉末燃料燃燒器，并且將由此加熱的加熱氣體流供應至所述第三反應器。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將半碳與褐煤的或者生物碳與煤的粉碎干燥的混合物從碳混合物制備裝置供應至所述第一反應器，在此碳混合物加氫氣化過程首先在內室中在與從所述內室頂部供應的氣體并流落下的懸浮床中進行，所述氣體在約2.5MPa至7.0MPa的壓力下在約815℃的溫度下包含約50％的H₂和50％的CH₄，在所述過程中獲得的原煤氣被運送至蒸氣和煤氣分離器，所述原煤氣在此去除灰塵和共混的氣體，尤其經歷脫硫，之后其被分離成由生物甲烷和生態(tài)甲烷組成的純甲烷混合物以及純氫氣，而部分轉化的碳混合物被運送至所述第一反應器的外室，在此利用氫氣使其經歷完全轉化以生成灰分和氫氣+甲烷氣體，或者用生物氫和氫氣使其經歷完全轉化以生成細焦炭和氫氣+甲烷氣體或者部分轉化成細焦炭和所述氫氣+甲烷氣體，而所述氫氣+甲烷氣體被供應至所述反應器的內室。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一高壓反應器中，所述碳混合物在與礦物油以1:2.5至1:3.5的比率合并之后被使用噴嘴以懸浮體的形式供應至所述反應器的被稱作蒸發(fā)區(qū)段的最高區(qū)段，其中在約6.8MPa的壓力下和在約315℃的優(yōu)勢溫度下，所述油被蒸發(fā)并且其蒸氣與熱原煤氣一起排放至蒸氣-煤氣分離器，在此使被回收并隨后在冷凝器中冷凝的礦物油再循環(huán)返回至油包碳的懸浮體制備裝置中，而使經純化，尤其在脫硫之后的原煤氣分離成甲烷混合物和與生物氫組合的純氫氣，而將約300℃溫度下的落下的干燥的碳和生物碳顆粒運送至所述第一反應器的中間區(qū)段，其中所述顆粒在離開所述反應器的被稱為碳加氫氣化的第二級的底部區(qū)段的含生物氫的氣體的流中經歷流化，而在被稱為碳加氫氣化的第一級的中間區(qū)段中，在約650℃的升高的溫度和6.8MPa的壓力下進行碳和生物碳的脫氣和部分加氫氣化，然后，在所述反應器的底部區(qū)段的流化床中，在750℃至950℃的溫度下使用供應至所述底部區(qū)段的生物氫和氫氣使部分轉化的碳混合物經歷完全加氫氣化。