一种利用生物质发电的系统及方法

摘要

本发明揭示了一种利用生物质发电的系统及方法，所述系统包括：沼气制备子系统，用以以生物质为原料、在隔绝空气的条件下，利用甲烷细菌使有机物发酵生成沼气；甲醇制备子系统，用以从生成的沼气中提取出甲烷，而后将甲烷氧化生成甲醇；氢气制备子系统，用以利用生成的甲醇和水混合制得氢气，或者直接通过生成的甲醇制得氢气；氢气发电子系统，用以利用制得的氢气发电。本发明提出的利用生物质发电的系统及方法，通过生物质制备沼气、沼气提取出甲烷、甲烷氧化制备甲醇、甲醇制氢、氢气发电等流程，从而将生物质转化为电能，提高能量转化效率。

主权项

一种利用生物质发电的系统，其特征在于，所述系统包括：沼气制备子系统，用以以生物质为原料、在隔绝空气的条件下，利用甲烷细菌使生物质中的有机物发酵生成沼气；甲醇制备子系统，与沼气制备子系统的沼气出口连接，用以将生成的沼气加压后从其中提取出甲烷，而后将甲烷氧化生成甲醇；所述甲醇制备子系统提取甲烷的过程包括如下步骤：步骤S21、将沼气通过碱石灰洗涤，除去其中的硫化氢、二氧化碳；步骤S22、将经过步骤S21之后的沼气通过浓硫酸，除去其中的氨气；步骤S23、将经过步骤S23之后的沼气利用低温挥发法制得高纯度的甲烷；将甲烷氧化生成甲醇的过程包括：将甲烷和氧气按8~9:1~2的体积比混合，在150~220℃和80~125个大气压的条件下，通过铜制管道反应制得甲醇，反应式是：2CH4＋O2=2CH3OH；氢气制备子系统，与甲醇制备子系统的甲醇出口连接，用以利用生成的甲醇和水混合，制得氢气；所述氢气制备子系统的制氢过程包括如下步骤：步骤S31、将甲醇和水通过泵输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；步骤S32、气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室内的温度为370°‑409°；步骤S33、重整室与分离室之间设有预热控温机构，用以加热从重整室输出的气体；所述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，缩短重整室输出气体温度与分离室温度之间的温度差，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；步骤S34、所述分离室内的温度设定为400°‑450°，分离室的温度高于重整室内的温度；分离室内设有钯膜分离器，从钯膜分离器的产气端得到氢气；氢气发电子系统，与氢气制备子系统的氢气出口连接，用以利用制得的氢气发电。