基于生物质气化的绿色甲醇制备系统性能评估

王挺业

（兰州新区兰新能源科技集团有限公司，甘肃 兰州 730000）

摘 要：研究构建了基于生物质气化的绿色甲醇制备系统，通过集成多级协同技术实现了可再生能源的高效转化。结果表明,催化重整阶段甲烷及焦油转化率>99%，生物质碳转化效率达65.41%，甲醇收率稳定在81.73%；系统整体能效提升至69.47%，单位产品能耗降至4.07MWh/t,较传统工艺降低23%;全生命周期碳排放强度控制在0.54t，单位能源碳排放量<0.4V/GJ。

关键词：生物质气化;绿色甲醇；电解制氢

0 引言

生物质能作为唯一可转化为液体燃料的可再生碳源，其战略价值在“双碳”目标背景下愈发凸显。我国农作物秸秆年产量>9亿t，林业剩余物约3.5亿t，生物质资源化利用率<60%，存在显著的资源浪费与环境污染风险。生物质气化技术通过热化学转化将生物质转化为合成气(CO+H)，为绿色甲醇制备提供了关键原料路径。与传统煤基甲醇相比，生物质甲醇的全生命周期碳强度降低，且具有原料可再生、硫含量低等优势。

1 绿色甲醇制备系统

绿色甲醇制备系统采用多级协同技术实现绿色甲醇制备，主要由生物质转化、水电解制氢、气体分离提纯、碳氢组分调控及合成反应构成。电解制氢单元产生的气态氧作为主反应介质输人气化装置，驱动生物质原料在高温条件下分解生成含有机焦油产物的混合燃气及固体残渣。通过天然气催化部分氧化重整工艺，将气化产物中的甲烷、芳香族化合物及含氧有机物高效转化为以一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂）为主的合成气体。经除尘脱硫处理的合成气进人变压吸附子系统，精准提取高纯度氢气(H）和CO组分作为直接合成原料。富集CO₂的气流结合电解氢与合成工段未反应循环气，在逆水煤气反应装置内进行组分动态调节，形成最优化的合成气配比。经调质处理的气流与变压吸附子系统产出的H₂/CO混合后，通过多级压缩达到合成塔工况条件，生成液态甲醇经梯度换热冷却至工艺要求温度后进入精馏提纯系统。

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