[发明专利]沼气全组分低温等离子体催化制备甲醇的方法

权利要求书

1.一种沼气全组分低温等离子体催化制备甲醇的方法，其特征在于，提供用于实现沼气全组分低温等离子体催化制备甲醇的设备，将脱硫处理后的沼气与水蒸气混合，得到混合气，在催化剂存在的条件下，于低温等离子体反应器中、常压下，反应得到合成气，再制备得到甲醇；所述混合气中水蒸气与甲烷的物质的量比为1.67；所述设备包括沼气池1，沼气预热炉2，低温等离子体双重整反应器3，余热回收热交换器4，第一水冷却热交换器5，第一气液分离装置6，第一气体增压装7，二氧化碳分离装置8，第二气体增压装9；合成气预热炉10，甲醇合成反应炉11，热量回收热转换器12，第二水冷却热交换器13，第二气液分离装置14；沼气池1中的沼气进入沼气预热炉2，将沼气预热至所需温度；预热后的沼气进入干湿双重整反应器3中，制得合成气，该合成气进入余热回收热交换器4，余热回收热交换器4连通至第一水冷却热交换器5，第一水冷却热交换器5气体通道连通至第一气液分离装置6，分离的气体进入第一气体增压装置7，增压后的气体进入二氧化碳分离装置8，分离二氧化碳后的合成气进入第二气体增压装置9，增压后的合成气进入合成气预热炉10，预热后，进入甲醇合成反应炉11，合成气在该反应炉中反应，合成甲醇，所得含有甲醇的混合气进入热转换器12，实现热量回收，热转换器12流出的气体进入第二水冷却热交换器13，然后进入第二气液分离装置14，分离得到的液体即为甲醇；第二气液分离装置14连接有输送气体的管道，该管道连通至第二气体增压装置9，将第二气液分离装置14中分离到的未反应的CO和H₂输送至第二气体增压装置9，重新进入后续的合成气预热炉10，然后进入甲醇合成反应炉11再次参与反应，合成甲醇；第一水冷却热交换器5的气体出口连通至甲醇合成反应炉，使得合成气参与反应，合成甲醇；所述第一气液分离装置6的液体出口连通至第二气液分离装置14，使得第一气液分离装置6分离得到的水可以进入第二气液分离装置14，被再次分离；所述低温等离子体反应器反应温度为300℃，空速为300min^-1；所述沼气中CH₄含量为50％～70％，CO₂含量为30％～50％；当所述沼气中CO₂与CH₄的体积比＜1/3时，向所述混合气中加入CO₂至CO₂与CH₄的体积比≥1/3；

所述催化剂选自Ni基催化剂或铜基催化剂的至少一种；所述合成气于0.1～5.0Mpa，220～270℃条件下制得甲醇。