專利名稱：一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源與化工領(lǐng)域，具體地說涉及一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)
產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
世界一次能源消費中，煤是增長最快的燃料，已連續(xù)多年超越石油和天然氣實現(xiàn) 市場份額的增長。但煤也是含碳量最高的化石燃料，在燃燒和轉(zhuǎn)化過程中，不可避免地產(chǎn)生 大量二氧化碳，而二氧化碳排放對全球氣候變化的影響已經(jīng)為世界所關(guān)注，所以解決二氧 化碳排放的問題已刻不容緩。"富煤、少油、缺氣"是中國能源資源結(jié)構(gòu)的基本特點。中國化石能源總量中， 95. 6%為煤炭，煤炭生產(chǎn)、消耗連續(xù)幾年居世界第一位。這一能源結(jié)構(gòu)決定了中國一次能源 以煤為主的格局在相當長的時期內(nèi)難以改變。然而，傳統(tǒng)的煤炭開采和利用方式，存在煤炭 資源綜合利用率很低、排放大量二氧化碳等問題，另外，中國1290億噸儲量的褐煤尚未很 好開發(fā)和利用。因此，中國急需開發(fā)新型煤化工技術(shù)，改變傳統(tǒng)的煤炭開采和使用方式，高 效、清潔、安全地利用包括褐煤在內(nèi)的豐富煤炭資源。 煤催化氣化反應(yīng)即煤和水蒸汽在催化劑的作用下生成甲烷， 一氧化碳，氫氣等有 效成分及二氧化碳，少量的硫化氫和氨。煤催化氣化一般采用流化床，與其它氣化工藝相 比，該技術(shù)具有可以不用氧氣生產(chǎn)甲烷，甲烷含量較高，反應(yīng)溫度較低，氣化爐中可同時發(fā) 生煤氣化、沒有單獨的變換反應(yīng)及甲烷化反應(yīng)，不必設(shè)置變換工段和甲烷化工段，大型流化 床的使用將提高生產(chǎn)量，大大節(jié)省投資。由于不需要氧氣，爐灰結(jié)渣問題不復(fù)雜，能實現(xiàn)連 續(xù)排干渣，同時催化劑的回收簡單，氣體在氣化爐中停留時間長，催化劑也會阻止焦油的生 成。氣化爐溫度較低，對反應(yīng)器材料及機械加工等要求也不苛刻。但該工藝也存在以下缺 點，催化劑不能完全阻止弱結(jié)焦，碳的實際轉(zhuǎn)化率不超過90%，反應(yīng)中產(chǎn)生大量二氧化碳氣 體，也不能解決二氧化碳的排放問題。 CN101024783A公布了一種化工_動力多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用粗合成氣經(jīng)降 溫、凈化后直接化工合成，反應(yīng)后的合成氣一部分用于循環(huán)，另一部分用于燃料送入燃氣/ 蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進行發(fā)電。該系統(tǒng)主要目的是利用合成氣余熱達到節(jié)能效果，并沒有解 決C02排放的問題，不能實現(xiàn)生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)。 合成氣生產(chǎn)甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇或二甲醚等時，通常需要調(diào)節(jié)氫碳比(如 向合成氣中添加一定量的4)。雖然目前大約96%的工業(yè)用氫來源于天然氣、石油和煤等化 石能源，但使用化石能源制氫的生產(chǎn)技術(shù)與工藝不能解決C02排放問題，因而不能實現(xiàn)生態(tài) 循環(huán)生產(chǎn)。其它制氫技術(shù)中，水電解制氫是目前應(yīng)用較廣且相對成熟的制氫方法之一。利 用可再生能源所產(chǎn)生的電能(包括太陽能、風(fēng)能等)作為動力來水電解制氫是目前最具前 景而且最可行的技術(shù)，被稱為通向氫經(jīng)濟的最佳途徑。但目前水電解制氫與煤催化氣化聯(lián) 產(chǎn)還未見報導(dǎo)。 綜上，世界各國相繼發(fā)展的煤基能源化工多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)都沒有系統(tǒng)考慮二氧化碳資
6源化利用問題，如何控制和減少煤在轉(zhuǎn)化和燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳，并將其資源化利 用，成為新型煤化工技術(shù)發(fā)展的首要問題。雖然鑒于"溫室效應(yīng)"的嚴重性，歐美國家近年 來開始研究煤基近零排放多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，但由于二氧化碳化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這種煤基近零排放 多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)無法在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)二氧化碳減排，只能采用捕集和封存的方法去解決，而 此方法成本高昂、不能真正從量上減少二氧化碳，長遠看來僅為權(quán)宜之計。要徹底解決二氧 化碳的問題，就必須突破現(xiàn)有化石能源的局限，把可再生能源引入煤基能源化工產(chǎn)品的生 產(chǎn)過程，實現(xiàn)多能源的融合，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為能源化工產(chǎn)品，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程二氧化碳 的近零排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明屬于能源與化工領(lǐng)域，具體地說涉及一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián) 產(chǎn)系統(tǒng)及方法，包括以煤催化氣化為基礎(chǔ)的煤基甲烷聯(lián)產(chǎn)甲醇和/或二甲醚等的系統(tǒng)和方 法。本發(fā)明還涉及結(jié)合上述系統(tǒng)和方法間接或者直接實現(xiàn)二氧化碳資源化的方法以及該方 法中涉及的所需氫氣的生產(chǎn)方法。 本發(fā)明的目的是提出一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法，形成生 態(tài)循環(huán)式的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)二氧化碳的近零排放。 為達到此目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián) 產(chǎn)系統(tǒng)及方法，通過煤催化氣化技術(shù)和煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的耦合實現(xiàn)煤炭轉(zhuǎn)變 為甲烷、二甲醚、甲醇、乙二醇和低碳醇等的清潔生產(chǎn)，并把可再生能源引入煤基多聯(lián)產(chǎn)生 產(chǎn)過程中，集煤氣化技術(shù)、新型煤基能源多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、復(fù)合能源制氫氧技術(shù)、藻類生物吸碳 技術(shù)及發(fā)電技術(shù)等于一體。 上述技術(shù)方案中，一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法，其特征在 于其包括煤的催化氣化和煤基能源產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)兩個主要工藝流程。 煤的催化氣化工藝是用鍋爐將水加熱為蒸汽，再經(jīng)過蒸汽加熱器后通入催化氣化 流化床氣化爐。將煤在粉碎機和磨煤機中粉碎，然后將催化劑的水溶液和煤粉混合浸漬，制 備好的煤粉經(jīng)干燥器后進入流化床氣化爐，在600°C -700°C 、3-4MPa下，煤被反應(yīng)水蒸汽及 氫氣和一氧化碳循環(huán)混合氣所懸浮流動中氣化。循環(huán)氣被預(yù)熱到大約800°C ，氣化爐出來的 反應(yīng)氣體先經(jīng)過氣固分離器、換熱器然后進入水洗塔洗滌，酸性氣體采用工業(yè)上常用的技 術(shù)加以脫去，利用低溫蒸餾的方法將產(chǎn)品甲烷從一氧化碳和氫氣中分離，而一氧化碳和氫 氣再循環(huán)進入氣化爐。 上述技術(shù)方案中，所述的煤催化氣化技術(shù)和煤基能源多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)組成的主流程 為，以煤氣化為龍頭，得到的粗煤氣通過合成氣凈化工段脫硫和脫碳，得到富含HyCO和CH4 的精合成氣。精合成氣通過配入適量的H2來調(diào)節(jié)氫碳比以反應(yīng)合成甲醇、甲烷、乙二醇、低 碳醇和/或二甲醚或者它們的任意組合。其中精合成氣也可分離甲烷后一部分直接甲烷化 制備甲烷，另一部分直接送入多聯(lián)產(chǎn)工段合成甲醇，甲醇再進一步脫水生產(chǎn)二甲醚。多聯(lián)產(chǎn) 過程中產(chǎn)生的蒸汽可用于蒸汽發(fā)電。 上述技術(shù)方案中，所述的煤和催化劑通過進料系統(tǒng)與氣化爐連接，水蒸汽源過熱 后與氣化爐連接，氣化爐出口連接凈化系統(tǒng)和灰渣儲存箱。氣化反應(yīng)爐中煤、催化劑和水蒸 汽反應(yīng)生成混合氣，包括甲烷、一氧化碳、氫氣和二氧化碳等，灰渣進入灰渣儲存箱中?；以?br> 7中的催化劑回收后儲存于催化劑儲存罐中。 上述技術(shù)方案中，凈化后的氣體可以分離成甲烷和合成氣，合成氣可以返回氣化 反應(yīng)爐。 上述技術(shù)方案中，所述的煤基能源多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，主要目標產(chǎn)品為甲烷、甲醇、和/ 或二甲醚。甲烷和二甲醚是清潔的能源產(chǎn)品，而甲醇則是重要的基本有機化工原料之一，因 此它們的聯(lián)產(chǎn)，競爭優(yōu)勢十分明顯。通過多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，不僅可以達到能源的高效利用、低能 耗、低投資和低運行成本、以及最少的全生命周期污染物排放，而且可以根據(jù)需要靈活地調(diào) 整產(chǎn)品比例，實現(xiàn)最佳經(jīng)濟效益和社會效益。 上述技術(shù)方案中，所述的把可再生能源和可再生資源引入煤基多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)過程 中，一方面通過將生物質(zhì)能、太陽能引入煤基能源化工的生產(chǎn)過程中，利用配氫化學(xué)固碳將 煤氣化中的CO全部轉(zhuǎn)化為能源化工產(chǎn)品從而避免或減少C02的產(chǎn)生；另一方面生產(chǎn)過程中 所產(chǎn)生的C02提供藻類生物吸碳技術(shù)所需要的原料，生產(chǎn)生物柴油、氧氣、甲烷以及生產(chǎn)過 程中所需的部分氫氣或乙醇中的一種或多種；藻類殘渣及產(chǎn)生廢水用于生物電化學(xué)制氫； 最后整個生產(chǎn)過程所需要的電能由太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、水電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電 等可再生能源發(fā)電、核電以及低谷電能，或者為煤基多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)過程中余熱回收推動的蒸 汽發(fā)電提供，也可以是上述電力的任意組合提供，所需要的氫氣和氧氣由復(fù)合能源制氫氧 技術(shù)制得。 所述的利用配氫化學(xué)固碳將煤氣化所產(chǎn)生的C0全部轉(zhuǎn)化為能源化工產(chǎn)品是指通 過配氫使合成甲醇、甲烷、二甲醚、乙二醇和/或低碳醇的合成氣中的氫氣與CO(也可以包 括(1)2，例如甲烷化反應(yīng)中，C0和C02都可以和氫氣反應(yīng)生產(chǎn)甲烷)的比例調(diào)至高于發(fā)生合 成反應(yīng)所需的理論比例，然后通過控制適量的循環(huán)比，使合成氣中的CO(也可以包括CO》 全部轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的能源化工產(chǎn)品。 上述技術(shù)方案中，所述的復(fù)合能源制氫氧技術(shù)，其能源方式優(yōu)選采用風(fēng)光互補電
站供電，該電站包括發(fā)電系統(tǒng)、逆變配電并網(wǎng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)三部分。 上述技術(shù)方案中，生產(chǎn)過程中所需要的氫氣可以通過一種或者多種制氫技術(shù)復(fù)合
制備，包括但不限于水電解制氫氧技術(shù)、生物制氫技術(shù)、生物電化學(xué)制氫技術(shù)或光電催化制
氫技術(shù)中的一種或多種組合提供。 所述的生物電化學(xué)制氫技術(shù)，是以含有機物的廢水為原料，以親陽極微生物作為 陽極催化劑的制氫過程。在該過程中，有機物在微生物作用下生成電子和質(zhì)子，電子通過 外電路轉(zhuǎn)移到陽極，而質(zhì)子通過水溶液轉(zhuǎn)移到陰極，在微弱外電壓下，質(zhì)子接受電子生成氫 氣。藻類殘渣及產(chǎn)生的廢水中的有機物可以通過生物電化學(xué)制氫技術(shù)脫除，并把產(chǎn)生的氫 氣反饋回合成工段。 上述技術(shù)方案中，所述的水電解制氫氧技術(shù)，其水電解方式采用環(huán)境友好、氣體 純度高、電解效率高的固體聚合物電解質(zhì)(SolidPolymer Electrolyte, SPE or Proton Exchange Membrane, PEM)電解槽系統(tǒng)，也可以采用傳統(tǒng)的堿性電解槽系統(tǒng)，還可以采用固 體氧化物電解質(zhì)電解槽系統(tǒng)。 上述技術(shù)方案中，所述的生物制氫技術(shù)，包括但不限于是以生物質(zhì)為原料利用熱 物理化學(xué)原理和技術(shù)制取氫氣和利用生物代謝過程將有機質(zhì)或水轉(zhuǎn)化為氫氣。后者包括但 不限于光合生物直接制氫和生物質(zhì)發(fā)酵制氫。
上述技術(shù)方案中，所述的光電催化制氫技術(shù)，包括但不限于太陽能光電化學(xué)法制 氫和太陽能半導(dǎo)體光催化反應(yīng)制氫。 上述技術(shù)方案中，所述的復(fù)合能源制氫氧技術(shù)產(chǎn)生的氫氣可以連接催化氣化反應(yīng)
爐，也可以連接多聯(lián)產(chǎn)反應(yīng)裝置，產(chǎn)生的氧氣收集儲存供外銷。煤基能源化工多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)模
塊中甲醇、甲烷、二甲醚、乙二醇和/或低碳醇等的合成反應(yīng)中氫碳比的調(diào)節(jié)可以不通過水
煤氣變換反應(yīng)來調(diào)節(jié)，而是通過上述制氫方式來供氫以達到反應(yīng)所需的氫碳比。 上述技術(shù)方案中，所述的藻類生物吸碳技術(shù)，其特征在于藻類利用光合作用吸收
煤基龍源生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的0)2，同時放出氧氣，然后通過生物提煉技術(shù)提取生物柴油，藻
類殘渣經(jīng)過生物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷、氫氣或乙醇中的一種或多種；氫氣反饋回合成工段，形成循
環(huán)工藝。 上述技術(shù)方案中，與藻類生物吸碳技術(shù)中的藻類系統(tǒng)相連的反應(yīng)器包括但不限于 分離裝置、多聯(lián)產(chǎn)反應(yīng)裝置。 上述技術(shù)方案中，所述的煤的催化氣化工藝采用氣化、變換和甲烷化的合三為一。
由于上述方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點 (1)C02的近零排放。 一方面通過藻類生物吸碳技術(shù)，捕獲、吸收(A，另一方面通過 配氫化學(xué)固碳技術(shù)，將C0全部轉(zhuǎn)化成能源產(chǎn)品，從而實現(xiàn)C02近零排放。
(2)資源的最優(yōu)化利用。將煤轉(zhuǎn)化為甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚等附 加值高的能源化工產(chǎn)品；通過復(fù)合能源制氫氧技術(shù)，節(jié)省空分工段、部分鍋爐和水煤氣變換 工段的設(shè)備投資和運行費用以及整個系統(tǒng)所需的傳統(tǒng)電能；利用生物提煉技術(shù)得到生物柴 油，碳資源綜合利用效率可達80 %以上。 (3)煤基能源生產(chǎn)和發(fā)電過程的清潔化和高效化。煤催化氣化制甲烷實現(xiàn)了氣化、 變換和甲烷化反應(yīng)的合三為一，與傳統(tǒng)的煤制天然氣工藝相比具有成本低、工藝簡單的優(yōu) 勢。


圖1是基于煤催化氣化的煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)工藝總路線。
圖2是催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)總詳示圖。
圖3是多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)甲烷、甲醇和/或二甲醚工藝路線。
圖4是多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)甲醇、乙二醇和/或低碳醇工藝路線。
圖5是實施例五至十五的生產(chǎn)工藝路線。
其中，圖2為摘要附圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明，本發(fā)明包括但不限于這
些實施方式。以下僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即大凡依本發(fā)
明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意
性的，表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作
為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。
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實施例一 參照圖2的工藝路線，褐煤和催化劑經(jīng)過混合、干燥后以干粉的形式進入催化氣化爐，水蒸汽為氣化劑，在溫度593 70(TC，壓力為3 4MPa，鉀鹽(含量為15% )催化劑作用下，在催化氣化爐中反應(yīng)生成粗合成氣，主要成分為CH4， H2， CO， C02等，粗合成氣經(jīng)過凈化分離出甲烷，剩余H2和CO，和制氫系統(tǒng)的氫氣混合經(jīng)路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)。氣化爐中生成的灰渣排入灰渣儲存箱中，催化劑回收儲存。凈化系統(tǒng)分離出H^進一步加工得到硫磺，直接銷售。催化氣化反應(yīng)的合成氣分離出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油，同時聯(lián)產(chǎn)氧氣，氧氣儲存。藻類殘渣發(fā)酵制乙醇、甲烷和氫氣，氫氣返回合成工段。發(fā)酵后的藻類殘渣及系統(tǒng)中產(chǎn)生的廢水還可用于生物電化學(xué)制氫，氫氣返回合成工段，形成循環(huán)工藝。
實施例二 參照圖2的工藝路線，褐煤和催化劑經(jīng)過混合、干燥后干粉的形式進入催化氣化爐，以水蒸汽為氣化劑，在溫度593 70(TC，壓力為3 4MPa，鉀鹽(含量為15%)催化劑作用下，在催化氣化爐中反應(yīng)生成粗合成氣，主要成分為CH4， H2， C0， (A等，粗合成氣經(jīng)過凈化分離甲烷后的合成氣(主要包括H2、 CO)， 一部分和制氫系統(tǒng)的氫氣混合可經(jīng)過路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，另一部分可經(jīng)過路線2送入多聯(lián)產(chǎn)合成工段用于制備甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚等。甲烷化反應(yīng)后副產(chǎn)的高品質(zhì)水返回催化氣化工段。催化氣化反應(yīng)的合成氣分離出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油，同時聯(lián)產(chǎn)氧氣，氧氣直接排放或儲存外銷。
實施例三 參照圖2和圖3的工藝路線，煤催化氣化生產(chǎn)的粗合成氣經(jīng)過凈化分離甲烷后的合成氣(主要是4和C0)和制氫系統(tǒng)的氫氣及藻類生物吸碳系統(tǒng)的副產(chǎn)品氫氣混合，經(jīng)路線2送入多聯(lián)產(chǎn)合成工段，一部分直接甲烷化制備甲烷，副產(chǎn)水返回催化氣化工段；另一部分合成甲醇，生產(chǎn)的甲醇的一部分用于生產(chǎn)二甲醚，另一部分可直接銷售。甲醇弛放氣與合成氣混合，合成甲烷。生成的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)生產(chǎn)生物柴油，同時聯(lián)產(chǎn)氧氣。藻類殘渣用于發(fā)酵生產(chǎn)副產(chǎn)品氫氣、甲烷或乙醇中的一種或多種；副產(chǎn)品氫氣返回合成工段。發(fā)酵后的藻類殘渣及系統(tǒng)中產(chǎn)生的廢水還可用于生物電化學(xué)制氫。
實施例四 參照圖2和圖3的工藝路線，煤催化氣化生產(chǎn)的粗合成氣經(jīng)過凈化分離甲烷后的合成氣(主要是4和C0)和制氫系統(tǒng)的氫氣及藻類生物吸碳系統(tǒng)的副產(chǎn)品氫氣混合，經(jīng)路線2混合送入多聯(lián)產(chǎn)合成工段，一部分直接甲烷化制備甲烷，副產(chǎn)水返回催化氣化工段，反應(yīng)過程中放出的熱量經(jīng)回收后產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電；另一部分合成甲醇，生產(chǎn)的甲醇的一部分用于生產(chǎn)二甲醚，另一部分可直接銷售。甲醇合成的塔頂弛放氣，一部分可以配氫返回甲烷化工段合成甲烷，另一部分可以直接用于蒸汽發(fā)電。合成氣也可以按照圖4的工藝路線生產(chǎn)甲烷、乙二醇和/或低碳醇。合成氣分別通過配氫生產(chǎn)乙二醇和/或低碳醇，乙二醇和/或低碳醇產(chǎn)生的弛放氣和合成氣混合，然后通過配氫生產(chǎn)甲烷。另一部分乙二醇和/或低碳醇產(chǎn)生的弛放氣可以直接用于蒸汽發(fā)電。生成的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)生產(chǎn)生物柴油，同時聯(lián)產(chǎn)氧氣。藻類的殘渣用于發(fā)酵生產(chǎn)副產(chǎn)品氫氣、甲烷或乙醇中的一種或多種；副產(chǎn)品氫氣返回合成工段。發(fā)酵后的藻類殘渣及系統(tǒng)中產(chǎn)生的廢水還可用于生物電化
10學(xué)制氫。
實施例五 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的裸藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。裸藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例六 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的綠藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。綠藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例七 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的輪藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。輪藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例八 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的金藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。金藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例九 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的甲藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。甲藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各
11種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的紅藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。紅藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例i^一 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的褐藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵M而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。褐藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十二 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的藍藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。藍藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十三 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的硅藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，進而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。硅藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十四 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40°C )、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的衣藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵M而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。衣藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十五 系統(tǒng)中分離出的二氧化碳氣體，經(jīng)過濾去除固體顆粒，收集至氣體儲罐后由氣泵導(dǎo)入光生物反應(yīng)器，與光生物反應(yīng)器相連的通氣裝置可以選取噴嘴式、曝氣頭式或其它各種類型。在一定的溫度范圍(10 40。C)、光照強度下(300 40000LUX)，光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)的黃藻吸收二氧化碳，進行光合作用，在可見光照射下，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵M而轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，同時釋放出大量氧氣。黃藻經(jīng)過培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過生物提煉技術(shù)生產(chǎn)生物柴油。
實施例十六 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧所需的電能來源于風(fēng)光互補發(fā)電站，同時 匹配低谷電能，采用固體聚合物電解質(zhì)電解槽水電解系統(tǒng)進行水電解。水電解產(chǎn)生的氧氣 儲存可供外銷，電解產(chǎn)生的氫氣則輸送到氣化和多聯(lián)產(chǎn)工段用于配氫。 一部分氣化爐凈化 分離甲烷后的合成氣配氫經(jīng)過路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷加工后直 接銷售。另一部分合成氣配氫后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工段用于生產(chǎn)甲烷、甲醇、 乙二醇、低碳醇和/或二甲醚。合成氣分離后出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生 產(chǎn)生物柴油。
實施例十七 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧所需的電能來源于風(fēng)光互補發(fā)電站，同時 匹配低谷電能，采用固體氧化物電解槽水電解系統(tǒng)進行水電解。水電解產(chǎn)生的氧氣儲存可 供外銷，電解產(chǎn)生的氫氣則輸送到氣化和多聯(lián)產(chǎn)工段用于配氫。 一部分氣化爐凈化分離甲 烷后的合成氣配氫經(jīng)過路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷加工后直接銷 售。另一部分合成氣配氫后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工段用于生產(chǎn)甲烷、甲醇、乙二 醇、低碳醇和/或二甲醚。合成氣分離后出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生 物柴油。
實施例十八 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧所需的電能來源于風(fēng)光互補發(fā)電站，同時 匹配低谷電能，采用堿性電解槽水電解系統(tǒng)進行水電解。水電解產(chǎn)生的氧氣儲存可供外銷， 電解產(chǎn)生的氫氣則輸送到氣化和多聯(lián)產(chǎn)工段用于配氫。 一部分氣化爐凈化分離甲烷后的合 成氣配氫經(jīng)過路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷加工后直接銷售。另一部 分合成氣配氫后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工段用于生產(chǎn)甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇 和/或二甲醚。合成氣分離后出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油。
實施例十九 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧模塊采用生物制氫技術(shù)，產(chǎn)生的氫氣則輸 送到合成工段的不同部位用于配氫。 一部分氣化爐凈化分離甲烷后的合成氣配氫經(jīng)過路線 1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷經(jīng)過加工后直接銷售。另一部分合成氣配氫 后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工序用于制備甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚。 合成氣分離出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油。
實施例二十 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧模塊采用生物電化學(xué)制氫技術(shù)，產(chǎn)生的氫 氣則輸送到合成工段的不同部位用于配氫。 一部分氣化爐凈化分離甲烷后的合成氣配氫經(jīng) 過路線l返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷經(jīng)過加工后直接銷售。另一部分合成 氣配氫后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工序用于制備甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇和/或 二甲醚。合成氣分離出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油。
實施例二i^一 參照圖2的工藝路線，復(fù)合能源制氫氧模塊采用光電催化制氫技術(shù)，產(chǎn)生的氫氣 則輸送到合成工段的不同部位用于配氫。 一部分氣化爐凈化分離甲烷后的合成氣配氫經(jīng)過 路線1返回催化氣化反應(yīng)爐繼續(xù)反應(yīng)，分離的甲烷經(jīng)過加工后直接銷售。另一部分合成氣
13配氫后還可經(jīng)過路線2送入煤基多聯(lián)產(chǎn)工序用于制備甲烷、甲醇、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚。合成氣分離出的二氧化碳送入藻類生物吸碳系統(tǒng)用于生產(chǎn)生物柴油。
權(quán)利要求
一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤催化氣化技術(shù)和煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的耦合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化包括煤催化氣化爐和凈化系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化凈化系統(tǒng)分離出來的一氧化 碳和氫氣再循環(huán)進入氣化爐或進入多聯(lián)產(chǎn)工段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤和催化劑與氣化爐連接，水蒸汽源與氣化爐連接，氣化爐出口連接凈化系統(tǒng)和灰渣儲存箱。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，灰渣儲存箱中的煤催化氣化用催化劑可 以回收，儲存于催化劑儲存罐中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，多聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)甲醇、甲烷、乙二 醇、低碳醇、二甲醚或發(fā)電中的一種或多種的聯(lián)產(chǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化得到的粗煤氣通 過合成氣凈化得到精合成氣，精合成氣通過配入適量的^來調(diào)節(jié)氫碳比以反應(yīng)合成甲醇、 甲烷、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚或者它們的任意組合；或者精合成氣分離甲烷后一部分 直接甲烷化制備甲烷，另一部分直接送入多聯(lián)產(chǎn)工段合成甲醇，甲醇再進一步生產(chǎn)二甲醚， 甲烷化反應(yīng)后的副產(chǎn)水返回催化氣化工段。
8. —種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤催化氣化技術(shù)、煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和藻類生物吸碳技術(shù)的耦合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化包括煤催化氣化爐和凈化系統(tǒng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化凈化系統(tǒng)分離出來的一氧化碳和氫氣再循環(huán)進入氣化爐或進入多聯(lián)產(chǎn)工段。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8 10所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，多聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)甲醇、甲烷、乙 二醇、低碳醇、二甲醚或發(fā)電中的一種或多種的聯(lián)產(chǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8 11所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化得到的粗煤 氣通過合成氣凈化得到精合成氣，精合成氣通過配入適量的H2來調(diào)節(jié)氫碳比以反應(yīng)合成甲 醇、甲烷、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚或者它們的任意組合；或者精合成氣分離甲烷后一部分直接甲烷化制備甲烷，另一部分直接送入多聯(lián)產(chǎn)工段合成甲醇，甲醇再進一步生產(chǎn)二 甲醚，甲烷化反應(yīng)后的副產(chǎn)水返回催化氣化工段。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8 12所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳技術(shù)用于吸 收系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8 13所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳技術(shù)生成生 物柴油和/或氧氣。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8 14所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳后的藻類殘 渣經(jīng)過生物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷、氫氣或乙醇中的一種或多種；發(fā)酵后的藻類殘渣及系統(tǒng)中產(chǎn)生 的廢水用于生物電化學(xué)制氫。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8 15所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳后產(chǎn)生的氫 氣反饋回合成工段，形成循環(huán)工藝。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8 16所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳采用裸藻、 綠藻、輪藻、金藻、甲藻、紅藻、硅藻、衣藻、黃藻、褐藻或藍藻。
18. —種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤催化氣化技術(shù)、煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和復(fù)合能源制氫氧技術(shù)的耦合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化包括煤催化氣化爐和凈化系統(tǒng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化凈化系統(tǒng)分離出來的一氧 化碳和氫氣再循環(huán)進入氣化爐或進入多聯(lián)產(chǎn)工段。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18 20所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，多聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)甲醇、甲烷、 乙二醇、低碳醇、二甲醚或發(fā)電中的一種或多種的聯(lián)產(chǎn)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18 21所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化得到的粗煤 氣通過合成氣凈化得到精合成氣，精合成氣通過配入適量的H2來調(diào)節(jié)氫碳比以反應(yīng)合成甲 醇、甲烷、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚或者它們的任意組合；或者精合成氣分離甲烷后一 部分直接甲烷化制備甲烷，另一部分直接送入多聯(lián)產(chǎn)工段合成甲醇，甲醇再進一步生產(chǎn)二 甲醚，甲烷化反應(yīng)后的副產(chǎn)水返回催化氣化工段。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18 22所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合能源制氫氧技術(shù)包 括水電解制氫技術(shù)、生物制氫技術(shù)、生物電化學(xué)制氫技術(shù)、光電化學(xué)制氫技術(shù)中的一種或多 種組合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18 23所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合能源制氫氧模塊中 所需的能量采用太陽能、風(fēng)能、水能、地熱能、潮汐能、核電、低谷電能、煤基多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)過程 中余熱回收推動的蒸汽發(fā)電或者以其中的弛放氣作為燃氣發(fā)電或普通電能中的一種或多 種。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18 24所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合能源制氫氧產(chǎn)生的 氫氣連接催化氣化反應(yīng)爐和/或連接多聯(lián)產(chǎn)反應(yīng)裝置，產(chǎn)生的氧氣儲存。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18 25所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤基能源化工多聯(lián)產(chǎn)生 產(chǎn)模塊中甲醇、甲烷、二甲醚、乙二醇和/或低碳醇的合成反應(yīng)中氫碳比的調(diào)節(jié)通過復(fù)合能 源制氫氧模塊供氫以達到反應(yīng)所需的氫碳比。
27. —種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括煤催化氣化技術(shù)、煤基能源化 工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、藻類生物吸碳技術(shù)和復(fù)合能源制氫氧技術(shù)的耦合。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化包括煤催化氣化爐和凈化 系統(tǒng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化凈化系統(tǒng)分離出來的一氧 化碳和氫氣再循環(huán)進入氣化爐或者進入多聯(lián)產(chǎn)工段。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27 29所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，多聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)甲醇、甲烷、 乙二醇、低碳醇、二甲醚或發(fā)電中的一種或多種的聯(lián)產(chǎn)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27 30所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤催化氣化得到的粗煤 氣通過合成氣凈化得到精合成氣，精合成氣通過配入適量的H2來調(diào)節(jié)氫碳比以反應(yīng)合成甲 醇、甲烷、乙二醇、低碳醇和/或二甲醚或者它們的任意組合；或者精合成氣分離甲烷后一 部分直接甲烷化制備甲烷，另一部分直接送入多聯(lián)產(chǎn)工段合成甲醇，甲醇再進一步生產(chǎn)二甲醚，甲烷化反應(yīng)后的副產(chǎn)水返回催化氣化工段。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27 31所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳技術(shù)用于 吸收系統(tǒng)產(chǎn)生的二氧化碳。
33. 根據(jù)權(quán)利要求27 32所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳技術(shù)生成 生物柴油和/或氧氣。
34. 根據(jù)權(quán)利要求27 33所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳后的藻類 殘渣經(jīng)過生物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷、氫氣或乙醇中的一種或多種；發(fā)酵后的藻類殘渣及系統(tǒng)中產(chǎn) 生的廢水用于生物電化學(xué)制氫。
35. 根據(jù)權(quán)利要求27 34所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳后產(chǎn)生的 氫氣反饋回合成工段，形成循環(huán)工藝。
36. 根據(jù)權(quán)利要求27 35所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，藻類生物吸碳采用裸藻、 綠藻、輪藻、金藻、甲藻、紅藻、硅藻、衣藻、黃藻、褐藻或藍藻。
37. 根據(jù)權(quán)利要求27 36所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合能源制氫氧技術(shù)包 括水電解制氫技術(shù)、生物制氫技術(shù)、生物電化學(xué)制氫技術(shù)、光電化學(xué)制氫技術(shù)中的一種或多 種組合。
38. 根據(jù)權(quán)利要求27 37所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合制氫氧模塊中所需 的能量采用太陽能、風(fēng)能、水能、地熱能、潮汐能、核電、低谷電能、煤基多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)過程中余 熱回收推動的蒸汽發(fā)電或者以其中的弛放氣作為燃氣發(fā)電或普通電能中的一種或多種。
39. 根據(jù)權(quán)利要求27 38所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合能源制氫氧模塊產(chǎn) 生的氫氣連接催化氣化反應(yīng)爐和/或連接多聯(lián)產(chǎn)反應(yīng)裝置，產(chǎn)生的氧氣儲存。
40. 根據(jù)權(quán)利要求27 39所述的任意一種系統(tǒng)，其特征在于，煤基能源化工多聯(lián)產(chǎn)生 產(chǎn)模塊中甲醇、甲烷、二甲醚、乙二醇和/或低碳醇的合成反應(yīng)中氫碳比的調(diào)節(jié)通過復(fù)合能 源制氫模塊供氫以達到反應(yīng)所需的氫碳比。
41. 一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)方法，包括向催化氣化反應(yīng)爐中加入煤和催化劑的干粉原料，通入水蒸汽，反應(yīng)得到混合氣和灰 渣，灰渣進入灰渣儲存箱中，進一步分離催化劑儲存；混合氣凈化后分離出甲烷，剩余氣體返回催化氣化反應(yīng)爐或進入多聯(lián)產(chǎn)工段；或混合氣凈化后的氣體經(jīng)過多聯(lián)產(chǎn)工藝合成甲醇、甲烷、乙二醇、低碳醇或二甲醚中的 一種或多種；多聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽用于蒸汽發(fā)電。
42. —種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)方法，包括向催化氣化反應(yīng)爐中加入煤和催化劑的干粉原料，通入水蒸汽，反應(yīng)得到混合氣和灰 渣；灰渣進入灰渣儲存箱中，進一步分離催化劑儲存；混合氣分離得到甲烷儲存，剩余合成氣返回到催化氣化反應(yīng)工段或進入多聯(lián)產(chǎn)工段；或混合氣凈化后的氣體經(jīng)過多聯(lián)產(chǎn)工藝合成甲醇、甲烷、乙二醇、低碳醇或二甲醚中的 一種或多種；多聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽用于蒸汽發(fā)電；催化氣化和/或多聯(lián)產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳通過藻類生物吸碳轉(zhuǎn)化為生物柴油、氧 氣、甲烷、氫氣或乙醇中的一種或多種。
43. —種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)方法，包括向催化氣化反應(yīng)爐中加入煤和催化劑的干粉原料，通入水蒸汽，反應(yīng)得到混合氣和灰 渣；灰渣進入灰渣儲存箱中，進一步分離催化劑儲存；混合氣分離得到甲烷儲存，剩余合成氣返回到催化氣化反應(yīng)工段或進入多聯(lián)產(chǎn)工段；或混合氣凈化后的氣體經(jīng)過多聯(lián)產(chǎn)工藝合成甲醇、甲烷、乙二醇、低碳醇或二甲醚中的 一種或多種；多聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽用于蒸汽發(fā)電；通過復(fù)合能源制氫氧技術(shù)提供催化氣化和/或多聯(lián)產(chǎn)所需的氫氣。
44. 一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)方法，包括向催化氣化反應(yīng)爐中加入煤和催化劑的干粉原料，通入水蒸汽，反應(yīng)得到混合氣和灰 渣；灰渣進入灰渣儲存箱中，進一步分離催化劑儲存；混合氣分離得到甲烷儲存，剩余合成氣返回到催化氣化反應(yīng)工段或進入多聯(lián)產(chǎn)工段；或混合氣凈化后的氣體經(jīng)過多聯(lián)產(chǎn)工藝合成甲醇、甲烷、乙二醇、低碳醇或二甲醚中的 一種或多種；多聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽用于蒸汽發(fā)電；催化氣化和/或多聯(lián)產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳通過藻類生物吸碳轉(zhuǎn)化為生物柴油、氧 氣、甲烷、氫氣或乙醇中的一種或多種；通過復(fù)合能源制氫氧技術(shù)提供催化氣化和/或多聯(lián)產(chǎn)所需的氫氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種催化氣化煤基能源化工產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及方法，通過集成煤催化氣化、煤基多聯(lián)產(chǎn)、可再生能源利用和二氧化碳減排技術(shù)，將煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄榈惹鍧嵞茉椿ぎa(chǎn)品和/或清潔電力，形成煤炭資源開發(fā)利用的生態(tài)循環(huán)模式。
文檔編號C10J3/86GK101705115SQ20081024018
公開日2010年5月12日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者張紅梅, 徐春保, 曹文, 李金來, 甘中學(xué) 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司