[发明专利]由生物质生产氨的方法

权利要求书

1.一种生产氨的方法，包括以下步骤：

使用生物质气化器将生物质气化为生物合成气；

从生物合成气中纯化氢，其中生物合成气从生物质气化器中放出；和

通过合并氢和氮生成氨。

2.权利要求1的方法，其中所述生物质选自下述至少一种：木屑、玉米秸、玉米棒、麦秸、稻秸和柳枝稷。

3.权利要求1的方法，其中所述生物合成气包含显著量的氢和一氧化碳(CO)。

4.权利要求1的方法，其中气化生物质包括向生物质气化器供氧。

5.权利要求1的方法，其中所述生物质气化器设计为使得保留大约5％的生物质作为炭。

6.权利要求4的方法，其中所述氧的纯度大于80％、90％或95％。

7.权利要求4的方法，其中所述氧在液氧泵中被压缩至大约75psi至250psi。

8.权利要求1的方法，其中所述生物质气化器具有流化床以增强气化。

9.权利要求8的方法，其中所述流化床介质包括橄榄石砂。

10.权利要求8的方法，进一步包括向流化床中添加镁砂，从而吸收生物质中存在的钾成分。

11.权利要求1的方法，其中元素硫被添加到生物质气化器中，并转化为预定浓度的硫化氢，H₂S。

12.权利要求1的方法，其中从生物合成气中纯化氢包括除去焦油和苯-甲苯-二甲苯(BTX)。

13.权利要求12的方法，其中除去焦油和苯-甲苯-二甲苯(BTX)通过氧吹自热重整实现。

14.权利要求13的方法，其中所述氧吹自热重整包括贵金属催化剂。

15.权利要求13的方法，其中所述自热重整是利用进入生物质气化器的氧管路的一部分进行的。

16.权利要求1的方法，其中从生物合成气中纯化氢还包括通过变压吸附除去杂质。

17.权利要求1的方法，其中从生物质气化器排出的生物合成气内的热量基本回收到废热锅炉中。

18.权利要求17的方法，其中从废热锅炉排出的生物合成气的温度保持在550°F至700°F之间。

19.权利要求1的方法，其中所述生物合成气的终产物中的甲烷产量减少85％或更多。

20.一种生产氨的系统，包括：

设置为接收生物质的生物质气化器，其中该生物质气化器将生物质气化为生物合成气；

为生物质气化器供氧的供氧装置；

用于从生物合成气中纯化氢的一个或多个级；和

合并来自供氧装置的氮和纯化的氢从而生成氨的氨转化器。

21.权利要求20的系统，其中所述生物合成气包括硫化氢(H₂S)，且生物合成气中的H₂S水平保持在100ppm至1,000ppm之间。

22.权利要求20的系统，其中通过水煤气转换反应产生额外的氢。

23.权利要求22的系统，其中所述水煤气转换反应是利用异质催化剂进行的，该催化剂需要在生物合成气中存在硫化氢(H₂S)以保持催化活性。

24.权利要求22的系统，其中所述水煤气转换反应在75psig至250psig的压力下进行。

25.权利要求22的系统，其中所述水煤气转换反应在具有热回收的两级绝热配置中进行，所述热回收在该两级之间和第二级之后实现。

26.权利要求24的系统，其中富含水煤气转换后的氢的生物合成气中的余热进一步回收到锅炉给水加热器中。

27.权利要求20的系统，其中所述生物合成气被压缩至150psig至600psig的压力。

28.权利要求20的系统，其中所述氮的纯度大于80％、90％或95％。

29.权利要求20的系统，其中所述氮与纯氢混合并利用油润滑的螺杆式压缩机压缩。

30.权利要求20的系统，其中所述氨是无水的。