秸稈控氧裂解合成甲醇的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種秸稈控氧裂解合成甲醇的裝置。旨在充分利用秸稈，降低對環境的污染，同時轉化成可再生清潔能源替代化石能源。本實用新型的技術方案是：該裝置包括秸稈裂解裝置和裂解氣合成甲醇裝置，秸稈裂解裝置具有秸稈粉碎機和控氧裂解爐，秸稈粉碎機與控氧裂解爐上端進料口之間設有秸稈輸送裝置，控氧裂解爐與空分制氧機的出氣口連通；裂解氣合成甲醇裝置包括脫二氧化碳調配氫碳比裝置和甲醇合成塔，控氧裂解爐上端的出氣口依次經高溫膜除塵器和裂解氣蒸汽裝置連通裂解氣儲罐，裂解氣儲罐經裂解氣增壓裝置和脫氧塔連通脫二氧化碳調配氫碳比裝置，脫二氧化碳調配氫碳比裝置的原料出氣口依次經加壓裝置和甲醇合成塔連通甲醇分離器。
【專利說明】
秸稈控氧裂解合成甲醇的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置。適用于秸桿的無污染消納和資源化利用領域。
【背景技術】
[0002]目前中國農業秸桿禁燒工作非常艱難，秸桿的無污染消納和資源化利用一直沒有很好的出路。回田會影響農業的可持續種植，更為嚴重的是秸桿是源于陽光空氣和水的生物質能源，回田自然分解產生二氧化碳的同時還會產生大量的甲烷氣體，甲烷的大氣溫室作用是二氧化碳的20倍以上。因此，從長期來看，回田比焚燒的危害更嚴重。秸桿制肥，大量生物質能源成分實際上只是作為填充料回田，這和整體回田的結果沒有不同。做建材和造紙只是換種方式加以延緩處理而已，更何況消納數量有限，無法解決大局。做飼料發展養殖業，也存在消納數量的問題。
[0003]秸桿發電，目前采用的是直燃或氣化在二次燃燒，直燃氮氧化物不達標正在被禁止;氣化是用空氣助燃溫度最高只能到950度，會產生焦油和有害氣體，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。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，以充分利用秸桿，降低對環境的污染，同時轉化成可再生清潔能源替代化石能源。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一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:
[0006]秸桿裂解裝置具有秸桿粉碎機和控氧裂解爐，所述秸桿粉碎機與控氧裂解爐上端進料口之間設有秸桿輸送裝置，該控氧裂解爐與空分制氧機的出氣口連通；
[0007]裂解氣合成甲醇裝置包括脫二氧化碳調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高溫膜除塵器和裂解氣蒸汽裝置連通裂解氣儲罐，裂解氣儲罐經裂解氣增壓裝置和脫氧塔連通脫二氧化碳調配氫碳比裝置，該脫二氧化碳調配氫碳比裝置的原料出氣口依次經加壓裝置和甲醇合成塔連通甲醇分離器。
[0008]具有發電裝置，該發電裝置具有燃氣內燃機發電機組，燃氣內燃機發電機組連通甲醇分離器的出氣口和脫二氧化碳調配氫碳比裝置的分離氣出氣口。
[0009]所述燃氣內燃機發電機組連通所述裂解氣儲罐。
[0010]所述裂解氣蒸汽裝置的進水管接入軟水，裂解氣蒸汽裝置的水蒸氣出氣管連通控氧裂解爐。
[0011 ]所述控氧裂解爐上端進料口設有螺桿送料裝置，控氧裂解爐下部設有旋轉機構。
[0012]本實用新型的有益效果是:I)通過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氣極少，既減少廢熱產生，又提高裂解氣熱值，使裂解氣工業價值提高，同時裂解氣的凈化負荷大幅降低，處理成本降低;3)選用燃氣內燃機發電，可以使發電效率提高，并且可以適應不同的秸桿處理規模的需要，同時可以滿足甲醇、熱電三聯產的特點，用戶可以根據需求進行選擇熱電和甲醇的比例，實現秸桿能源化利用的多元化目標。在對外輸出不需要熱電的情況下，熱電只供應合成甲醇，起到可長久和隨意儲存生物質能源的作用，并可以經濟性地異地輸送。
【附圖說明】
[0013]圖1為實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實施例包括秸桿裂解裝置、裂解氣合成甲醇裝置和發電裝置。
[0015]其中秸桿裂解裝置具有秸桿粉碎機1、秸桿輸送裝置2、控氧裂解爐3(市售產品，型號:JY02，由常州潔源環保科技有限公司配套生產)和空分制氧機14(市售產品，型號:FL0-260M，由江西富氧力科技有限公司定制生產)，秸桿粉碎機I通過秸桿輸送裝置2與設于控氧裂解爐3上端進料口的螺桿送料裝置銜接，空分制氧機14的出氣口與控氧裂解爐3連通。
[0016]秸桿進入秸桿粉碎機I后能夠自動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，使秸桿不會堵塞，秸桿粉碎機I 一工作，秸桿輸送裝置2將同步啟動，將粉碎好的秸桿自動輸送到控氧裂解爐3內。通過在控氧裂解爐3上端進料口設置的螺桿式送料裝置，利用秸桿自動進行密封，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爐內壁有可耐高溫1200°C以上的耐火材料防護，爐下部設置旋轉機構可自動排出草木灰，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爐內。
[0017]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、脫二氧化碳調配氫碳比裝置7(型號:FYLC-1200M，江西富氧力科技有限公司生產，通過變壓吸附的方式分離二氧化碳和多余的一氧化碳氣體，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:SYM-10T，由揚州天浩化工設備有限公司定型配套生產提供)和甲醇分離器9(型號:SYF-100-3I，由揚州天浩化工設備有限公司定型配套生產提供)。控氧裂解爐3上端的出氣口依次經高溫膜除塵器4和裂解氣蒸汽裝置5連通裂解氣儲罐12，裂解氣儲罐12經裂解氣增壓裝置11和脫氧塔6連通脫二氧化碳調配氫碳比裝置7，該脫二氧化碳調配氫碳比裝置的原料出氣口依次經加壓裝置10和甲醇合成塔8連通甲醇分離器9。
[0018]本例中裂解氣蒸汽裝置5的進水管接入軟水，裂解氣蒸汽裝置的水蒸氣出氣管連通控氧裂解爐3。進入裂解氣蒸汽裝置5的裂解氣溫度很高，可以產生高壓蒸汽，因此裂解氣蒸汽裝置5具備雙路系統，第一路產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。在無高壓蒸汽用途的場合，可以加大供水量直接產生低壓蒸汽或熱水，可對外做取暖熱水使用，以滿足甲醇、熱電三聯產的作用。
[0019]本實施例中發電裝置具有燃氣內燃機發電機組13，燃氣內燃機發電機組13的燃氣吸氣口連通甲醇分離器9的出氣口、脫二氧化碳調配氫碳比裝置7的分離氣出氣口和裂解氣儲觸12。
[0020]甲醇分離器9出來的馳放氣和脫二氧化碳調配氫碳比裝置7出來的分離氣混合一起輸送到燃氣內燃機發電機組13發電，產生的三相電力分別供應稻桿粉碎機1、稻桿輸送裝置2、裂解氣增壓裝置11、加壓裝置10等動力設備中的電機使用，如果發電輸出電力不足，將從裂解氣儲罐12抽取部分裂解氣補充發電，以達到全系統電力自平衡。
[0021]本例中合成甲醇所需要的電力自平衡的燃料來源是合成氣凈化過程中和甲醇副產物中的可燃性氣體，所以對凈化要求和副產物的控制就沒有原來合成甲醇工藝的要求高，就可以大幅度降低設備造價，提高設備使用壽命，使分布式秸桿甲醇的生產設備投資回收期縮短，增加能源農業的收益。
[0022]本實施例中提到的其它設備均可作為標配件或通用件選購。
[0023]本實施例的工作原理如下:
[0024]a、秸桿經秸桿粉碎機I粉碎處理；
[0025]b、秸桿經粉碎處理后直接通過秸桿輸送裝置2送入到控氧裂解爐3裂解，空氣經空分制氧機14產生93%的高濃度氧氣輸入控氧裂解爐3進行助燃使部分秸桿燃燒產生熱量供其它稻桿分解裂解，產生氫氣、一氧化碳和二氧化碳混合裂解氣；
[0026]c、裂解氣出爐溫度很高，經高溫膜除塵器4除塵；
[0027]d、然后進入裂解氣蒸汽換熱器5，裂解氣降溫的同時加熱輸入的軟水產生蒸汽補充到控氧裂解爐3內，促進秸桿更好地分解，提高裂解氣中的氫氣和一氧化碳濃度，降低二氧化碳濃度；
[0028]e、降溫后的裂解氣送入裂解氣儲罐12進行儲存；
[0029]f、裂解氣壓縮機11從裂解氣儲罐12抽取裂解氣進行初級增壓，達到進入脫氧塔6的工藝要求；
[0030]g、經增壓后的裂解氣在脫氧塔6去除氧氣；
[0031]h、除氧后的裂解氣輸入脫二氧化碳調配氫碳比裝置7將二氧化碳和多余的一氧化碳分離成分離氣，去除分離氣后的裂解氣就轉變成甲醇原料氣，該甲醇原料氣符合甲醇合成要求的氫氣和一氧化碳比例(理論值2:1);
[0032]1、甲醇原料氣經加壓裝置10加壓到滿足甲醇合成塔8的工藝要求；
[0033]j、經加壓的甲醇原料氣輸送到甲醇合成塔8合成甲醇；
[0034]k、通過甲醇分離器9將甲醇合成塔8合成的甲醇和馳放氣分離。
[0035]本實施例中當不需要生產甲醇時，裂解氣進入裂解氣儲罐12后，不再到裂解氣壓縮機11，全部引入到燃氣內燃機發電機組13發電。這樣所有的秸桿經過控氧裂解產生的裂解氣經過高溫膜除塵器4、裂解氣蒸汽換熱器5就可以全部用于發電。而因為控氧裂解爐3需要的蒸汽是常壓，所以裂解氣蒸汽換熱器5就可以根據需要進行調節，輸出部分低壓蒸汽供控氧裂解爐3使用，多余的熱量加大供水量以產生熱水輸出或低壓蒸汽輸出，使系統完全切換成秸桿熱電站。
【主權項】
1.一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: 秸桿裂解裝置具有秸桿粉碎機(I)和控氧裂解爐(3)，所述秸桿粉碎機(I)與控氧裂解爐(3)上端進料口之間設有秸桿輸送裝置(2)，該控氧裂解爐與空分制氧機(14)的出氣口連通； 裂解氣合成甲醇裝置包括脫二氧化碳調配氫碳比裝置(7)和甲醇合成塔(8)，所述控氧裂解爐(3)上端的出氣口依次經高溫膜除塵器(4)和換熱降溫裝置連通裂解氣儲罐(12)，裂解氣儲罐(12)經裂解氣增壓裝置(11)和脫氧塔(6)連通脫二氧化碳調配氫碳比裝置(7)，該脫二氧化碳調配氫碳比裝置的原料出氣口依次經加壓裝置(10)和甲醇合成塔(8)連通甲醇分離器(9)。2.根據權利要求1所述的秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，其特征在于:具有發電裝置，該發電裝置具有燃氣內燃機發電機組(13)，燃氣內燃機發電機組(13)連通甲醇分離器(9)的出氣口和脫二氧化碳調配氫碳比裝置(7)的分離氣出氣口。3.根據權利要求2所述的秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，其特征在于:所述燃氣內燃機發電機組(13)連通所述裂解氣儲罐(12)。4.根據權利要求1?3任意一項所述的秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，其特征在于:所述換熱降溫裝置采用裂解氣蒸汽裝置(5)，該裂解氣蒸汽裝置的進水管接入軟水，裂解氣蒸汽裝置的水蒸氣出氣管連通控氧裂解爐(3)。5.根據權利要求1所述的秸桿控氧裂解合成甲醇的裝置，其特征在于:所述控氧裂解爐(3)上端進料口設有螺桿送料裝置，控氧裂解爐下部設有旋轉機構。
【文檔編號】C07C31/04GK205473472SQ201620040935
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月15日
【發明人】胡振民, 孔曄, 曹啟云, 梅家宏
【申請人】中能恒源環保科技有限責任公司