CN118286991A - 基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统及方法，包含生物质烘焙处理装置、生物质碳粉储罐、碳粉气化炉、余热锅炉、合成气处理装置、压缩机、甲醇合成塔和甲醇处理装置。本发明依托粉煤气化技术，将生物质切碎再轻度热解成碳粉后气化，解决了气流床生物质给料问题，实现规模化的生物质气化制甲醇，且完全离网生产，制备纯绿色甲醇产品。

Description

基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统及方法

技术领域

本发明涉及一种生物质制备绿色甲醇的系统及方法，特别是一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统及方法，属于绿色甲醇制备技术领域。

背景技术

甲醇作为一种重要的化工原料和清洁燃料，广泛应用于有机合成、医药、染料和国防等领域中。然而，传统甲醇生产过程主要依赖于煤和天然气等传统化石能源，使得甲醇工业成为碳排放最高的化工行业之一。而秸秆等生物质材料，本身具备碳资源，作为一种可再生碳源，其能源化利用具有清洁、零碳、可再生等显著优势。秸秆直接燃烧处理会产生较大的烟尘的大气污染，而且浪费了生物质材料内的碳资源，如果能够采用生物质材料直接制备甲醇，则可以对生物质材料进行绿色回收应用，即提供了一种生物质材料的良好的处理方法，而且制备的甲醇为纯绿色甲醇产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统及方法，提高甲醇制备效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，包含生物质烘焙处理装置、生物质碳粉储罐、碳粉气化炉、余热锅炉、合成气处理装置、压缩机、甲醇合成塔、甲醇处理装置、汽轮机发电系统和电解水制氢装置，生物质烘焙处理装置的出口与生物质碳粉储罐的进料口连接，生物质碳粉储罐的出料口与碳粉气化炉的进料口连接，碳粉气化炉的合成气出口与余热锅炉的进气口连接，余热锅炉的出气口与合成气处理装置的进气口和汽轮机发电系统的进气口连接，合成气处理装置的出气口与压缩机的一端连接，压缩机的另一端和电解水制氢装置的氢气出口与甲醇合成塔的进气口连接，甲醇合成塔的粗甲醇出口与甲醇处理装置连接。

进一步地，所述合成气处理装置包含干法除尘装置、水洗塔、降温脱水装置和脱硫塔，干法除尘装置的进气口与余热锅炉的出气口连接，干法除尘装置的出气口与水洗塔的进气口连接，水洗塔的出气口与降温脱水装置的进气口连接，降温脱水装置的出气口与脱硫塔的进气口连接，脱硫塔的出气口与压缩机的一端连接。

进一步地，所述甲醇处理装置包含精馏塔、甲醇储罐和杂醇储罐，精馏塔的进料口与甲醇合成塔的粗甲醇出口连接，精馏塔的甲醇出口与甲醇储罐连接，精馏塔的杂醇出口与杂醇储罐连接。

进一步地，还包含甲醇内燃机，甲醇储罐中的甲醇通入到甲醇内燃机中发电作为系统的启动电源。

进一步地，所述生物质烘焙处理装置包含生物质预处理系统和生物质干馏装置，生物质预处理系统包含链板输送机、生物质破碎机、散料进料斗和胶带输送机，链板输送机的进料端输入生物质包块，链板输送机的出料端与生物质破碎机的进口连接，生物质破碎机的出口与胶带输送机连接，散料进料斗的进料口输入生物质散料，散料进料斗的出料口与胶带输送机连接，胶带输送机上设置有除铁装置、计量装置和除尘装置。

进一步地，所述余热锅炉包含辐射废锅和对流废锅。

进一步地，还包含第一蒸汽轮机和内燃机，余热锅炉的蒸汽出口与第一蒸汽轮机的进气口连接，甲醇合成塔的驰放气通入到内燃机中发电。

进一步地，所述汽轮机发电系统包含燃气轮机、废热锅炉和第二蒸汽轮机，余热锅炉出来的合成气一部分通入到燃气轮机内发电作为厂用电，燃气轮机的烟气出口与废热锅炉的进气口连接，废热锅炉的蒸汽出口与第二蒸汽轮机的进气口连接。

进一步地，所述电解水制氢装置包含风光发电系统、电储能设备、电解槽和氢压缩机，风光发电系统为电解槽供电，风光发电系统的多余电量存储在电储能设备中，电解槽的氢气出口通过氢压缩机与甲醇合成塔的进口连接，电解槽的氧气出口与碳粉气化炉连接。

一种基于碳粉气化炉气化的生物质制备绿色甲醇的方法，包含以下步骤：

S1、当生物质原料为生物质包块时，生物质包块通过链板输送机送入生物质破碎机中破碎然后通过胶带输送机输送，当生物质原料为生物质散料时，生物质散料通过散料进料斗送入胶带输送机进行输送；

S2、胶带输送机将生物质原料送入绝氧干燥炉中干燥，干燥温度为175-185℃，干燥热源采用碳粉气化炉自产的5MPa饱和蒸汽，干燥后的生物质碳粉破碎后由气力输送至生物质碳粉储罐；

S3、生物质碳粉储罐中的生物质碳粉通过碳粉给料罐送入碳粉气化炉，生物质碳粉储罐中的操作压力为0.02MPa，操作温度为80℃，生物质碳粉靠重力由生物质碳粉储罐流入碳粉放料罐，碳粉放料罐达到要求的料位后，与所有低压设备隔离开，然后通过高压二氧化碳加压，直至与碳粉给料罐的压力相同，此时打开碳粉放料罐和碳粉给料罐之间的放料阀，碳粉依靠重力由碳粉放料罐流入碳粉给料罐，带碳粉放料罐内的生物质碳粉全部进入碳粉给料罐后，关闭两罐之间的放料阀从而与高压系统隔离，然后碳粉放料罐开始泄压，碳粉放料罐的操作压力为4.7-0.02MPa，操作温度为80摄氏度，碳粉给料罐内的生物质碳粉由二氧化碳加压送入碳粉气化炉，碳粉给料罐的操作压力为4.7MPa，操作温度为80℃；

S4、生物质碳粉以及来自空分单元的4.6MPa、25℃的纯氧分别通过不同通道从顶部烧嘴喷入碳粉气化炉，部分自产的保护蒸汽也由顶部喷嘴喷入碳粉气化炉，这几股物料在4.0MPa的压力下发生非催化部分氧化反应，碳粉气化炉产生的高温粗合成气携带熔融的渣、灰进入碳粉气化炉下部的辐射废锅内回收高温显热，并副产中压蒸汽，同时喷入循环合成气对其激冷，离开辐射废锅的粗合成气夹带少量的固态飞灰进入对流废锅，进一步回收热量降温至400℃后送入合成气处理装置，而辐射废锅粗合成器中夹带的大部分灰、渣则在重力沉降的作用下进入辐射废锅底部的渣池并通过锁斗排出；辐射废锅和对流废锅共同组成余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽通入第一蒸汽轮机中发电作为厂用电；

S5、来自对流废锅的粗合成气分成两部分，其中一部分进入合成气处理装置，通过干法除尘装置、水洗塔除去粗合成气中剩余的固体颗粒，洗涤后被水饱和的粗合成气离开水洗塔顶部分为两股，一股作为产品气送往降温脱水装置，经过降温脱水装置降温脱水、脱硫塔脱硫后得到合成气，然后通过压缩机送入甲醇合成塔，另一股作为激冷气送入辐射废锅；另一部分粗合成气进入汽轮机发电系统，合成气在燃气轮机中发电作为厂用电，燃气轮机的烟气通入废热锅炉中生产蒸汽，蒸汽通入第二蒸汽轮机中再发电作为厂用电；

S6、电解水制氢装置通过风光发电系统作为绿色能源制备氢气，氢气通过氢压缩机加压后送入甲醇合成塔内；

S7、将合成气中的一氧化碳、二氧化碳与氢气在缓冲罐内充分混合，在温度250-350℃、压力6-8MPa的恒温恒压下在甲醇合成塔内反应生成粗甲醇、水及副反应产物，粗甲醇通过甲醇分离器进行气液分离获得粗甲醇，粗甲醇在通过精馏塔得到高纯度的甲醇和杂醇；

S8、系统开启阶段，甲醇储罐内的甲醇送入甲醇内燃机中发电产生电能作为系统的启动电源，当系统运行稳定后，甲醇内燃机停止工作，系统由第一蒸汽轮机和汽轮机发电系统提供厂用电；

S9、当风光发电系统发电功率小于电解水制氢的额定功率时，此时优先消耗储氢罐中存储的氢气，当储氢罐中存储的氢气消耗完全时，由电储能设备与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率，当电储能设备的储存电能耗完全时，汽轮机发电系统开启将余热锅炉出来的一部分合成气送入汽轮机发电系统进行发电，汽轮机发电系统与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明依托粉煤气化技术，将生物质切碎再轻度热解成碳粉后气化，解决了气流床生物质给料问题，实现规模化的生物质气化制甲醇；本发明运行安全稳定、可靠性强、负荷控制调节灵活、运行周期长、开工率高；

2、碳粉气化炉炉温1300℃，几乎不存在焦油问题，炉渣呈熔融态经水淬后排出，碳粉气化炉出口CO+H₂有效气成分高，从而减少用氢量；

3、生物质在轻度热解过程中外在水分基本被脱除，受生物质原料组分波动影响小，入炉均质化好，各工序工艺操作调节范围大，系统富裕能力强；

4、本发明粗甲醇精馏用汽量小、效率高、能耗低，工艺合成气热值高，且能够支撑电网，排放三废少，符合环保要求；

5、本发明无论是系统启动还是系统正常运行过程中，都不需要连接外部电网，真正实现了离网运行，从而保证整个过程的能源都是绿色能源，生产真正的绿色甲醇产品；

6、本发明通过生物质碳化成碳粉并直接碳粉气化得到合成气，后续通过合成气发电并合成甲醇，整个流程可以不间断流水运行。

附图说明

图1是本发明的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，包含生物质烘焙处理装置、生物质碳粉储罐、碳粉气化炉、余热锅炉、合成气处理装置、压缩机、甲醇合成塔、甲醇处理装置、汽轮机发电系统和电解水制氢装置，生物质烘焙处理装置的出口与生物质碳粉储罐的进料口连接，生物质碳粉储罐的出料口与碳粉气化炉的进料口连接，碳粉气化炉的合成气出口与余热锅炉的进气口连接，余热锅炉的出气口与合成气处理装置的进气口和汽轮机发电系统的进气口连接，合成气处理装置的出气口与压缩机的一端连接，压缩机的另一端和电解水制氢装置的氢气出口与甲醇合成塔的进气口连接，甲醇合成塔的粗甲醇出口与甲醇处理装置连接。

合成气处理装置包含干法除尘装置、水洗塔、降温脱水装置和脱硫塔，干法除尘装置的进气口与余热锅炉的出气口连接，干法除尘装置的出气口与水洗塔的进气口连接，水洗塔的出气口与降温脱水装置的进气口连接，降温脱水装置的出气口与脱硫塔的进气口连接，脱硫塔的出气口与压缩机的一端连接。

甲醇处理装置包含精馏塔、甲醇储罐和杂醇储罐，精馏塔的进料口与甲醇合成塔的粗甲醇出口连接，精馏塔的甲醇出口与甲醇储罐连接，精馏塔的杂醇出口与杂醇储罐连接。

本发明的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统还包含甲醇内燃机，甲醇储罐中的甲醇通入到甲醇内燃机中发电作为系统的启动电源。

生物质烘焙处理装置包含生物质预处理系统和生物质干馏装置，生物质预处理系统包含链板输送机、生物质破碎机、散料进料斗和胶带输送机，链板输送机的进料端输入生物质包块，链板输送机的出料端与生物质破碎机的进口连接，生物质破碎机的出口与胶带输送机连接，散料进料斗的进料口输入生物质散料，散料进料斗的出料口与胶带输送机连接，胶带输送机上设置有除铁装置、计量装置和除尘装置。

余热锅炉包含辐射废锅和对流废锅。

本发明的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统还包含第一蒸汽轮机和内燃机，余热锅炉的蒸汽出口与第一蒸汽轮机的进气口连接，甲醇合成塔的驰放气通入到内燃机中发电。余热锅炉将碳粉气化得到的高温合成气中的高温能量回收产生蒸汽后送入第一蒸汽轮机中发电以供厂用电，甲醇合成塔排出的驰放气则通入到内燃机中发电供厂用电，通过回收合成气余热以及驰放气的二次回收利用，最大化地实现能源的高效利用，为整个系统的离网设置提供了基础。

汽轮机发电系统包含燃气轮机、废热锅炉和第二蒸汽轮机，余热锅炉出来的合成气一部分通入到燃气轮机内发电作为厂用电，燃气轮机的烟气出口与废热锅炉的进气口连接，废热锅炉的蒸汽出口与第二蒸汽轮机的进气口连接。

电解水制氢装置包含风光发电系统、电储能设备、电解槽和氢压缩机，风光发电系统为电解槽供电，风光发电系统的多余电量存储在电储能设备中，电解槽的氢气出口通过氢压缩机与甲醇合成塔的进口连接，电解槽的氧气出口与碳粉气化炉连接。

一种基于碳粉气化炉气化的生物质制备绿色甲醇的方法，包含以下步骤：

S1、当生物质原料为生物质包块时，生物质包块通过链板输送机送入生物质破碎机中破碎然后通过胶带输送机输送，当生物质原料为生物质散料时，生物质散料通过散料进料斗送入胶带输送机进行输送。

S2、胶带输送机将生物质原料送入绝氧干燥炉中干燥，干燥温度为175-185℃，干燥热源采用碳粉气化炉自产的5MPa饱和蒸汽，干燥后的生物质碳粉破碎后由气力输送至生物质碳粉储罐。

S3、生物质碳粉储罐中的生物质碳粉通过碳粉给料罐送入碳粉气化炉，生物质碳粉储罐中的操作压力为0.02MPa，操作温度为80℃，生物质碳粉靠重力由生物质碳粉储罐流入碳粉放料罐，碳粉放料罐达到要求的料位后，与所有低压设备隔离开，然后通过高压二氧化碳加压，直至与碳粉给料罐的压力相同，此时打开碳粉放料罐和碳粉给料罐之间的放料阀，碳粉依靠重力由碳粉放料罐流入碳粉给料罐，带碳粉放料罐内的生物质碳粉全部进入碳粉给料罐后，关闭两罐之间的放料阀从而与高压系统隔离，然后碳粉放料罐开始泄压，碳粉放料罐的操作压力为4.7-0.02MPa，操作温度为80摄氏度，碳粉给料罐内的生物质碳粉由二氧化碳加压送入碳粉气化炉，碳粉给料罐的操作压力为4.7MPa，操作温度为80℃。

S4、生物质碳粉以及来自空分单元的4.6MPa、25℃的纯氧分别通过不同通道从顶部烧嘴喷入碳粉气化炉，部分自产的保护蒸汽也由顶部喷嘴喷入碳粉气化炉，这几股物料在4.0MPa的压力下发生非催化部分氧化反应，碳粉气化炉产生的高温粗合成气携带熔融的渣、灰进入碳粉气化炉下部的辐射废锅内回收高温显热，并副产中压蒸汽，同时喷入循环合成气对其激冷，保证离开辐射废锅的粗合成器中不含有熔融态的飞灰，以防止粘附在下游对流废锅的受热面上，影响换热效果，堵塞通道。离开辐射废锅的粗合成气夹带少量的固态飞灰进入对流废锅，进一步回收热量降温至400℃后送入合成气处理装置，而辐射废锅粗合成器中夹带的大部分灰、渣则在重力沉降的作用下进入辐射废锅底部的渣池并通过锁斗排出；辐射废锅和对流废锅共同组成余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽通入第一蒸汽轮机中发电作为厂用电。

S5、来自对流废锅的粗合成气分成两部分，其中一部分进入合成气处理装置，通过干法除尘装置、水洗塔除去粗合成气中剩余的固体颗粒，洗涤后被水饱和的粗合成气离开水洗塔顶部分为两股，一股作为产品气送往降温脱水装置，经过降温脱水装置降温脱水、脱硫塔脱硫后得到合成气，然后通过压缩机送入甲醇合成塔，另一股作为激冷气送入辐射废锅；另一部分粗合成气进入汽轮机发电系统，合成气在燃气轮机中发电作为厂用电，燃气轮机的烟气通入废热锅炉中生产蒸汽，蒸汽通入第二蒸汽轮机中再发电作为厂用电。系统中，合成气进入汽轮机发电系统的燃气轮机中进行发电，燃气轮机排出的废气温度高达500℃以上，将这些排出的高温废气通入到废热锅炉从而得到水蒸气，利用这些水蒸气再通过第二蒸汽轮机进行发电，通过两级能量的利用，大大提高了合成气能量的转化效率。燃气轮机产生的烟气中的二氧化碳进行捕集后送入甲醇合成塔内进行补碳。

S6、电解水制氢装置通过风光发电系统作为绿色能源制备氢气，氢气通过氢压缩机加压后送入甲醇合成塔内。电解水制备装置制备的氧气则通入到碳粉气化炉，实现氧气的合理利用。

S7、将合成气中的一氧化碳、二氧化碳与氢气在缓冲罐内充分混合，在温度250-350℃、压力6-8MPa的恒温恒压下在甲醇合成塔内反应生成粗甲醇、水及副反应产物，粗甲醇通过甲醇分离器进行气液分离获得粗甲醇，粗甲醇在通过精馏塔得到高纯度的甲醇和杂醇。

S8、系统开启阶段，甲醇储罐内的甲醇送入甲醇内燃机中发电产生电能作为系统的启动电源，当系统运行稳定后，甲醇内燃机停止工作，系统由第一蒸汽轮机和汽轮机发电系统提供厂用电。

S9、当风光发电系统发电功率小于电解水制氢的额定功率时，此时优先消耗储氢罐中存储的氢气，当储氢罐中存储的氢气消耗完全时，由电储能设备与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率，当电储能设备的储存电能耗完全时，汽轮机发电系统开启将余热锅炉出来的一部分合成气送入汽轮机发电系统进行发电，汽轮机发电系统与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率。

本发明依托粉煤气化技术，将生物质切碎再轻度热解成碳粉后气化，解决了气流床生物质给料问题，实现规模化的生物质气化制甲醇；本发明运行安全稳定、可靠性强、负荷控制调节灵活、运行周期长、开工率高；碳粉气化炉炉温1300℃，几乎不存在焦油问题，炉渣呈熔融态经水淬后排出，碳粉气化炉出口CO+H₂有效气成分高，从而减少用氢量；生物质在轻度热解过程中外在水分基本被脱除，受生物质原料组分波动影响小，入炉均质化好，各工序工艺操作调节范围大，系统富裕能力强；本发明粗甲醇精馏用汽量小、效率高、能耗低，工艺合成气热值高，且能够支撑电网，排放三废少，符合环保要求；本发明无论是系统启动还是系统正常运行过程中，都不需要连接外部电网，真正实现了离网运行，从而保证整个过程的能源都是绿色能源，生产真正的绿色甲醇产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：包含生物质烘焙处理装置、生物质碳粉储罐、碳粉气化炉、余热锅炉、合成气处理装置、压缩机、甲醇合成塔、甲醇处理装置、汽轮机发电系统和电解水制氢装置，生物质烘焙处理装置的出口与生物质碳粉储罐的进料口连接，生物质碳粉储罐的出料口与碳粉气化炉的进料口连接，碳粉气化炉的合成气出口与余热锅炉的进气口连接，余热锅炉的出气口与合成气处理装置的进气口和汽轮机发电系统的进气口连接，合成气处理装置的出气口与压缩机的一端连接，压缩机的另一端和电解水制氢装置的氢气出口与甲醇合成塔的进气口连接，甲醇合成塔的粗甲醇出口与甲醇处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述合成气处理装置包含干法除尘装置、水洗塔、降温脱水装置和脱硫塔，干法除尘装置的进气口与余热锅炉的出气口连接，干法除尘装置的出气口与水洗塔的进气口连接，水洗塔的出气口与降温脱水装置的进气口连接，降温脱水装置的出气口与脱硫塔的进气口连接，脱硫塔的出气口与压缩机的一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述甲醇处理装置包含精馏塔、甲醇储罐和杂醇储罐，精馏塔的进料口与甲醇合成塔的粗甲醇出口连接，精馏塔的甲醇出口与甲醇储罐连接，精馏塔的杂醇出口与杂醇储罐连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：还包含甲醇内燃机，甲醇储罐中的甲醇通入到甲醇内燃机中发电作为系统的启动电源。

5.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述生物质烘焙处理装置包含生物质预处理系统和生物质干馏装置，生物质预处理系统包含链板输送机、生物质破碎机、散料进料斗和胶带输送机，链板输送机的进料端输入生物质包块，链板输送机的出料端与生物质破碎机的进口连接，生物质破碎机的出口与胶带输送机连接，散料进料斗的进料口输入生物质散料，散料进料斗的出料口与胶带输送机连接，胶带输送机上设置有除铁装置、计量装置和除尘装置。

6.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述余热锅炉包含辐射废锅和对流废锅。

7.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：还包含第一蒸汽轮机和内燃机，余热锅炉的蒸汽出口与第一蒸汽轮机的进气口连接，甲醇合成塔的驰放气通入到内燃机中发电。

8.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述汽轮机发电系统包含燃气轮机、废热锅炉和第二蒸汽轮机，余热锅炉出来的合成气一部分通入到燃气轮机内发电作为厂用电，燃气轮机的烟气出口与废热锅炉的进气口连接，废热锅炉的蒸汽出口与第二蒸汽轮机的进气口连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于碳粉气化的生物质制备绿色甲醇的离网系统，其特征在于：所述电解水制氢装置包含风光发电系统、电储能设备、电解槽和氢压缩机，风光发电系统为电解槽供电，风光发电系统的多余电量存储在电储能设备中，电解槽的氢气出口通过氢压缩机与甲醇合成塔的进口连接，电解槽的氧气出口与碳粉气化炉连接。

10.一种基于碳粉气化炉气化的生物质制备绿色甲醇的方法，其特征在于包含以下步骤：

S1、当生物质原料为生物质包块时，生物质包块通过链板输送机送入生物质破碎机中破碎然后通过胶带输送机输送，当生物质原料为生物质散料时，生物质散料通过散料进料斗送入胶带输送机进行输送；

S2、胶带输送机将生物质原料送入绝氧干燥炉中干燥，干燥温度为175-185℃，干燥热源采用碳粉气化炉自产的5MPa饱和蒸汽，干燥后的生物质碳粉破碎后由气力输送至生物质碳粉储罐；

S3、生物质碳粉储罐中的生物质碳粉通过碳粉给料罐送入碳粉气化炉，生物质碳粉储罐中的操作压力为0.02MPa，操作温度为80℃，生物质碳粉靠重力由生物质碳粉储罐流入碳粉放料罐，碳粉放料罐达到要求的料位后，与所有低压设备隔离开，然后通过高压二氧化碳加压，直至与碳粉给料罐的压力相同，此时打开碳粉放料罐和碳粉给料罐之间的放料阀，碳粉依靠重力由碳粉放料罐流入碳粉给料罐，带碳粉放料罐内的生物质碳粉全部进入碳粉给料罐后，关闭两罐之间的放料阀从而与高压系统隔离，然后碳粉放料罐开始泄压，碳粉放料罐的操作压力为4.7-0.02MPa，操作温度为80摄氏度，碳粉给料罐内的生物质碳粉由二氧化碳加压送入碳粉气化炉，碳粉给料罐的操作压力为4.7MPa，操作温度为80℃；

S4、生物质碳粉以及来自空分单元的4.6MPa、25℃的纯氧分别通过不同通道从顶部烧嘴喷入碳粉气化炉，部分自产的保护蒸汽也由顶部喷嘴喷入碳粉气化炉，这几股物料在4.0MPa的压力下发生非催化部分氧化反应，碳粉气化炉产生的高温粗合成气携带熔融的渣、灰进入碳粉气化炉下部的辐射废锅内回收高温显热，并副产中压蒸汽，同时喷入循环合成气对其激冷，离开辐射废锅的粗合成气夹带少量的固态飞灰进入对流废锅，进一步回收热量降温至400℃后送入合成气处理装置，而辐射废锅粗合成器中夹带的大部分灰、渣则在重力沉降的作用下进入辐射废锅底部的渣池并通过锁斗排出；辐射废锅和对流废锅共同组成余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽通入第一蒸汽轮机中发电作为厂用电；

S5、来自对流废锅的粗合成气分成两部分，其中一部分进入合成气处理装置，通过干法除尘装置、水洗塔除去粗合成气中剩余的固体颗粒，洗涤后被水饱和的粗合成气离开水洗塔顶部分为两股，一股作为产品气送往降温脱水装置，经过降温脱水装置降温脱水、脱硫塔脱硫后得到合成气，然后通过压缩机送入甲醇合成塔，另一股作为激冷气送入辐射废锅；另一部分粗合成气进入汽轮机发电系统，合成气在燃气轮机中发电作为厂用电，燃气轮机的烟气通入废热锅炉中生产蒸汽，蒸汽通入第二蒸汽轮机中再发电作为厂用电；

S6、电解水制氢装置通过风光发电系统作为绿色能源制备氢气，氢气通过氢压缩机加压后送入甲醇合成塔内；

S7、将合成气中的一氧化碳、二氧化碳与氢气在缓冲罐内充分混合，在温度250-350℃、压力6-8MPa的恒温恒压下在甲醇合成塔内反应生成粗甲醇、水及副反应产物，粗甲醇通过甲醇分离器进行气液分离获得粗甲醇，粗甲醇在通过精馏塔得到高纯度的甲醇和杂醇；

S8、系统开启阶段，甲醇储罐内的甲醇送入甲醇内燃机中发电产生电能作为系统的启动电源，当系统运行稳定后，甲醇内燃机停止工作，系统由第一蒸汽轮机和汽轮机发电系统提供厂用电；

S9、当风光发电系统发电功率小于电解水制氢的额定功率时，此时优先消耗储氢罐中存储的氢气，当储氢罐中存储的氢气消耗完全时，由电储能设备与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率，当电储能设备的储存电能耗完全时，汽轮机发电系统开启将余热锅炉出来的一部分合成气送入汽轮机发电系统进行发电，汽轮机发电系统与风光发电系统为电解水制氢设备联合供电，保证电解水制氢工作在额定功率。