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绿色甲醇最近会非常火。一直想写一个绿甲醇方面的系列文章,因为最近手头事情太多,搁置了一段时间。这是第一篇,后续陆续发表。
一吨绿色甲醇到底需要消耗几吨秸秆?这是一个很多行业从业者了解但可能并没有真正关注到的一个非常重要的或者会影响到项目成败的关键点。
绿色甲醇分类
绿色甲醇主要分为生物甲醇和电甲醇,生物甲醇主要包括生物质气化+净化+甲醇合成;电甲醇主要指CO2+H2合成路线。本文暂不讨论补绿氢的混合醇路线,即仅考虑纯生物甲醇路线。
一般说法
现在很多文章指出,一吨生物甲醇消耗生物质大概3~4吨,这个数准确吗?准确的话那到底是3吨还是4吨?在做实际工程时,3和4的差距非常大。那么该从哪些方面来考虑这个数据更合理?
一吨甲醇需要多少原料?
物料平衡是一个化工科工程师分析此数据的基本出发点。
2H2+CO=CH3OH,这是甲醇合成的基本反应方程式,可以非常容易的计算出来生产1吨甲醇理论上需要2100 Nm3 有效气(CO+H2)。考虑到实际工程,目前可以做到2200Nm3(有效气)/吨甲醇(或者更低)。
一吨秸秆可以产生多少有效气?
秸秆产生有效气的过程即为生物质气化过程。要把这个问题说清楚比较复杂。首先我们要统一一个基准:即明确我们说的1吨秸秆是收到基、空气干燥基、干燥基还是干燥无灰基。其次是因为生物质气化工艺路线很多,不同的生物质气化路线产生的合成气组成和绝对产量有差异。
为了不过于讨论具体的气化炉炉型和气化参数,本文以2023年一篇公开发表纯氧生物质气化
论文为基础数据,即干燥无灰基生物质产气量900Nm3(干气)/吨,H2+CO约390Nm3/吨。再考虑产生的CH4部分转化为CO和H2,总的H2+CO产量约600Nm3/吨。
简单折算到吨甲醇需消耗3.67吨生物质。
一吨绿色甲醇到底需要消耗多少生物质?
看似3.67吨生物质在本文开头的3~4吨之间?实际上大家需要关注的是这个3.67吨生物质/吨甲醇是干燥无灰基消耗量。若折算成收到基含水20%,含灰20%的生物质秸秆,则吨甲醇需要秸秆原料6.12吨。除此之外,还应考虑到秸秆每倒腾一次就有消耗,存放过程还会有损耗,合计保守暂按10%考虑,则吨甲醇需要秸秆原料6.8吨生物质。即10万吨的绿色甲醇需要68万吨秸秆。是不是颠覆了大家传统的认知。
再次说明
需要再次说明的是,6.8吨是基于一个很重要的基准点:干燥无灰基吨秸秆有效气产量600Nm3计。不同气化炉的产气率不同,可以做相应的折算。收集到的生物质的品质不同,亦可做相应折算。
因此,建议大家在关注此数据时,高度关注不同生物质气化炉吨干燥无灰基产气量,不要过于笼统的去看这个问题。这是一个很重要的事情。
本文来源:杨小山公众号