绿氢耦合工业二氧化碳制备绿色甲醇是目前主流的技术路线,二氧化碳主要 来源于工业废气回收再利用,或者直接以天然气、煤炭为原材料重整制备甲醇。 由于云南省工业不很发达,而生物质资源十分丰富,所以我们选择生物质制备纯 绿色甲醇的技术路线。工艺上分为两个过程:
1、干馏热解
每热解 1 吨生物质,通常可生产:250-300kg 固体碳;200-250kg 木醋液; 30-50kg 木焦油;250-300m3 木燃气,其它为水大约 30%。甲醇是重整木燃气而 生成的。在缺氧条件下干馏热解所得木燃气的主要成分包括:一氧化碳 (CO)、 氢气 (H₂) 、甲烷 (CH₄) 、二氧化碳 (CO₂)。
2、气体重整
A 、向系统中供应水蒸气,通过变换反应 CO+2H2O=CO2+2H2,将 CO 转换为 H2 和 CO2,并脱除多余的 CO2。根据反应 CH4+H2O=CO+3H2,将甲烷转化为 CO 和 H2。但当水蒸气量增加的时候,反应温度下降,降低了反应速率。
B 、从外部供应氢气,使原料气中的氢气含量为 CO 含量的至少两倍。氢气 可通过水的电解获得,同时产生的氧气可作为气化介质。这种方法可实现生物质 中碳的完全转换,并实现较高的甲醇合成产率。但氢气的加入需要附加投资电解 水设备。此方法类似绿氢耦合工业二氧化碳。
由于云南具有生物质(杂木)资源优势,所以我们采用 A 方案,此方案会多 消耗 25%生物质。干馏热解技术已经非常成熟, 本院拥有三项专利,实现生物质 缺氧无烟热解。副产品为木炭、木醋液、木焦油,木炭可以用于原料烘干、干馏 热解所需能源,大大节省电力。木醋液、木焦油可以销售。
国际绿氢组织第二版绿氢标准(GHS 2.0)中新增绿色甲醇专项标准,生物 质制甲醇符合该项标准,绿色甲醇国际售价高于非绿色甲醇。北极星氢能网获悉: 预测目前绿色甲醇市场价格在 1000 美元/吨以上。
云南滇约氢能源研究院
2024 年 6 月 24 日星期一