生物质气化合成甲醇.doc

生物质气化合成甲醇一、项目概述首先将生物质粉碎并干燥，然后用螺旋进料机送入喷动气化炉进行气化，由此产生的气为原料气，气化介质为低压过热水蒸汽（0.3Mpa，800）。原料气经过一系列的余热回收利用后，通入水洗塔，进行净化和冷却。然后通过压缩机加压到0.5Mpa左右，进入常温甲醇洗塔脱除二氧化碳、二氧化硫等对甲醇催化剂的有害物质，部分原料气经一氧化碳变换反应后再进入甲醇洗塔脱除二氧化碳。调整后的为合成气，经压缩机升压到5Mpa后进入甲醇合成反应器进行反应，反应后的气体回收余热后进入甲醇冷凝器进行气液分离，大部分没反应的气体经循环压缩机再进入甲醇合成塔进行反应，小部分气体作为驰放气进入燃气管网。项目的产品为甲醇或二甲醚，两者是有机化工最基本的产品，市场需求很大。项目的优势在于利用广大农村地区的农林废弃物生产附加值较高的化工产品。因此，该项目有利于带动农民增加收入，有利于促进农村地区新能源的开发利用，有利于促进新农村的建设，有利于维护社会的和谐与稳定。项目的创新之处集中在合成甲醇反应器的设计、各种换热器的一体化设计、气化设备的设计、动力设备的设计（双燃料发动机）、甲醇气液分离器的设计、以及系统流程的优化设计。这些创新之处有利于降低设备投资成本、提高能源利用效率和降低运营成本。综上所述，项目已经具备实际操作的条件。二、项目技术方案与创新性1、项目的技术原理：使用低压过热（0.3Mpa，800）的水蒸汽作为生物质气化的介质，生物质气化后产生原料气，原料气经过净化、冷却、一氧化碳变换反应、脱除二氧化碳和有害物质等一系列工序后，经气体压缩机增压到5Mpa左右进入甲醇合成反应器进行合成反应，反应后的气体进行冷凝分离出甲醇，还没反应的气体经循环压缩机进入反应器继续反应。2、项目国内外研究开发现状：使用生物质气化合成甲醇或二甲醚国内外都有成功的案例。在国外，有很多公司致力于生物质气化合成甲醇或二甲醚的技术，并建立是生物质气化合成甲醇的装置，这主要集中于美国、欧盟和日本等。2008年9月，欧盟的生物二甲醚项目在瑞典启动，该项目由7家企业参与，重点企业包括道达尔、沃尔沃、托普索、德尔福等。在国内，中科院广州能源研究所和河南农业大学等单位都相继开展了生物质气化甲醇的研究。3、项目主要内容及创新点：（1）项目主要内容及技术路线：生物质气化合成甲醇项目涉及的技术比较多，而关键的技术也是关键的问题所在，项目的关键问题是：由于在农村地区的生物质比较分散，单位体积的密度小，从而决定了生物质的收集半径不可能过大，而有关数据表明生物质最佳的收集半径为8公里左右。这间接地决定了项目的规模在1000吨3000吨甲醇/年。因项目规模小而导致的规模效益不明显等缺点就出现了。因此，必须要从降低项目的固定投资成本、运营维护成本和提高能源利用效率等着手克服规模效益不明显的缺点，力争把总的成本降到最低。工艺流程图的设计主要是使系统的物流和能量流得到更好的配置，缩短和简化流程，并运用了能量梯级利用的思想，提高了能源的利用效率，降低了吨甲醇的生物质消耗量，从而降低原料成本。（2）项目创新点：项目的创新之处集中在合成甲醇反应器的设计、各种换热器的一体化设计、气化设备的设计、动力设备的设计（双燃料发动机）、甲醇气液分离器的设计、以及系统流程的优化设计等。甲醇反应器类似于列管式反应器，但与其有本质的区别。该项目的反应器的外壳与列管芯是分离开来的，列管芯有一部分是进气预热管，其余大部分是装填了催化剂的反应管，反应管内是催化剂，管外是沸腾水，列管芯用弹簧固定在反应器壳内，列管芯与反应器外壳的连接管均采用耐高压不锈钢软管，从而彻底地消除了热膨胀力，而且可以使用普通的不锈钢材料制造反应器，从而节省了昂贵的金属材料，大幅度地降低了反应器的造价。换热器的一体化设计主要有进气预热和甲醇冷凝分离一体化、一氧化碳变换反应器和水蒸汽发生器的一体化、甲醇精馏塔与甲醇冷凝器的一体化、生物质气化炉与水蒸汽过热器的一体化等等。动力设备的设计主要是对柴油机进行技术改造，使其适合燃烧生物质气化气和汽油，从而为项目提供充足的动力，并节省了对外部电力的需求，降低了运营成本。利用甲醇和水可任意比例互溶的机理，甲醇气液分离器使用极少量的水作为吸收剂，循环气由两级除尘器式水吸收过滤网，在分离器内液相两级提浓，气相两级净化。从而使合成圈内循环气（尾气）中的甲醇（气态饱和含量，雾沫含量，液态含量）达到80%以上的回收率。系统流程的优化设计遵循能量梯级利用的原则，例如利用发动机排气先加热一级水蒸汽过热器，然后再通入余热锅炉，最后通过甲醇蒸馏器。如此这般，系统能量的利用效率就达到了80%以上。主要经济技术指标序号项目名称单位数量备注一二12三1.2.四1.2.六1.2.3七1.2八12九1.2.十1.2.3.4.5.6.7.8.9.生产规模产品方案甲醇操作天数主要原材料，燃料用量秸秆等农林废弃物润滑油公用动力消耗量供水最大用水量平均用水量供电自备发电机组三废排放量无废渣排放无废水排放无废气排放运输量运入量运出量全厂定员生产工人技术人员总占地面积厂区占地原料场项目经济工程总投资固定资产投资流动资金年销售收入利税成本利润率投资利税率贷款偿还期投资回收期tatat天数实物量年实物量年MnMnKWtata人人人万元万元万元万元万元%年年100010003003000吨1.5吨300025005530003533865000100040001008020220废渣、尾气资源化利用项目发起人简介本人在大学四年期间对如何利用农村地区丰富的农林废弃物产生了浓厚的兴趣，与项目相关的所有知识都是从互联网和中国知网数据库下载并自学得来。我的自学分为四个阶段：第一阶段是研究生物质的气化方式；