[发明专利]一种绿色甲醇生产系统及方法

权利要求书

1.一种绿色甲醇生产系统，其特征在于，包括：

制氢单元，所述制氢单元用于获得氢气和氧气；

甲醇合成单元，所述甲醇合成单元的具有第一氢气入口、二氧化碳入口、催化剂入口和催化剂出口，所述第一氢气入口连通所述制氢单元的氢气出口；

催化剂再生单元，所述催化剂再生单元具有第二氢气入口、再生催化剂入口、再生催化剂出口和第二氢气出口，所述第二氢气入口连通所述制氢单元的氢气出口，所述再生催化剂入口连通所述催化剂出口，所述再生催化剂出口连通所述催化剂入口，所述第二氢气出口连通所述第一氢气入口。

2.根据权利要求1所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，还包括锅炉；所述锅炉的燃料入口连通所述制氢单元的氧气出口，所述锅炉的蒸汽出口连通所述甲醇合成单元的第一蒸汽入口和所述催化剂再生单元的第二蒸汽入口。

3.根据权利要求1或2所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述制氢单元采用电解水制氢系统或光解水制氢系统。

4.根据权利要求1或2所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述电解水制氢系统电连接可再生能源发电系统；所述电解水制氢系统为碱性电解水制氢系统、质子交换膜电解水制氢系统、碱性离子膜电解水制氢系统或高温固体氧化物电解水制氢系统中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述催化剂为二氧化碳加氢制甲醇催化剂。

6.根据权利要求5所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述催化剂为在碳基或金属氧化物基载体表面分散的金属。

7.根据权利要求5所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述催化剂为Cu/ZnO/Al₂O₃、Cu/CeO₂、Cu/ZnO/SiO₂中的一种。

8.根据权利要求1或2所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述甲醇合成单元和所述催化剂再生单元均为气固反应设备；所述气固反应设备包括反应器；

所述反应器为固定床反应器、流化床反应器或间歇式全混釜反应器。

9.根据权利要求8所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述甲醇合成单元中的反应器具有所述第一氢气入口、所述二氧化碳入口、所述催化剂入口和所述催化剂出口；

所述催化剂再生单元中的反应器具有所述第二氢气入口、所述再生催化剂入口、所述再生催化剂出口和所述第二氢气出口。

10.根据权利要求9所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，所述催化剂出口位于所述甲醇合成单元中的反应器的上端，所述再生催化剂入口位于所述催化剂再生单元中的反应器的下端。

11.一种绿色甲醇生产方法，应用于如权利要求1至10任意一项所述的绿色甲醇生产系统，其特征在于，包括

制氢单元产生的氢气一部分作为原料气进入甲醇合成单元与二氧化碳在催化剂的作用下反应生成甲醇，另一部分进入催化剂再生单元参与来自甲醇合成单元的失活催化剂的再生；

催化剂再生单元流出的氢气及获得的再生催化剂重新进入甲醇合成单元，参与甲醇合成反应。

12.根据权利要求11所述的绿色甲醇生产方法，其特征在于，还包括：制氢单元产生的氧气进入锅炉助燃产生蒸汽，蒸汽作为换热介质辅助产生甲醇合成和催化剂再生所需的温度。

13.根据权利要求11或12所述的绿色甲醇生产方法，其特征在于，所述制氢单元的额定产氢量与所述甲醇合成单元在设计工况下的氢气消耗量相等。