一种煤分质利用联产乙醇和蛋白质的系统及工艺的制作方法

技术特征：
1.一种煤分质利用联产乙醇和蛋白质的系统，其特征在于，系统包括：煤热解单元、热解气分离单元、co2/o2还原单元、生物发酵单元、发酵液分离单元、氢气净化单元；其中，所述煤热解单元的固相出口与所述co2/o2还原单元的固相入口相连，所述co2/o2还原单元的气相出口与所述co净化单元的气相入口相连，生物发酵单元的液体出口与所述发酵液分离单元的液体入口相连，所述煤热解单元的气相出口与所述热解气分离单元的气相入口相连；所述煤热解单元中进行煤的焦化过程，所述co2/o2还原单元中利用焦炭还原co2生成co，所述生物发酵单元进行含co气体的发酵过程，所述发酵过程生成含乙醇的发酵液。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括合成气转化单元，所述合成气转化单元中的反应过程为合成气制甲醇、合成气制芳烃、合成气制烯烃、合成气制乙二醇中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述热解气分离单元的氢气出口与所述氢气净化单元的气体入口相连，热解气分离单元中进行h2与有机产物的分离。4.根据权利要求1、2、3任一项所述的系统，其特征在于：所述co净化单元的co第一出口与所述生物发酵单元的气相入口相连，所述co净化单元的co第二出口与所述合成气转化单元的co入口相连，所述氢气净化单元的h2第一出口与所述生物发酵单元相连，所述氢气净化单元的h2第二出口与所述合成气转化单元的h2入口相连。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：煤热解单元中使用反应器是固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器、循环流化床反应器、气流床反应器中的一种或几种。6.根据权利要求1和3所述的系统，其特征在于：热解气分离单元所用的分离设备包括变压吸附、精馏塔、换热器、制冷器中的一种或几种；h2净化单元包含的设备包括旋风分离器、换热器、脱硫塔、洗涤塔中的一种或几种；co2/o2还原单元所使用的反应器为固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器、循环流化床反应器和气流床反应器中的一种或几种；co净化单元所用设备包括旋风分离器、吸收塔、吸附塔、换热器、冷凝器中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：生物发酵单元所采用的反应器为鼓泡床反应器、搅拌釜式反应器和填充床反应器中的一种或几种；发酵液分离单元包括浓缩器、过滤器、离心机、洗涤塔、干燥器、萃取器、精馏塔、吸收塔中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括发酵尾气处理单元和含菌残液处理单元；所述生物发酵单元的气体出口与所述发酵尾气处理单元的气体入口相连，所述发酵液分离单元的含菌残液出口与所述含菌残液处理单元相连；所述含菌残液处理单元包括过滤器、离心器、发酵池、干燥器中的一种或几种。9.一种利用权利1到8任一项所述的系统将煤分质利用联产乙醇和蛋白质的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)煤经过煤热解单元热解后，获得半焦和热解气，其中半焦送入co2/o2还原单元，热解气送入热解气分离单元；2)热解气分离单元将热解气分离得到含h2气体和有机产物，所述有机产物包含煤焦油、气态烃中的一种或多种；3)半焦在co2/o2还原单元与氧化气体反应生成含co气体，所述氧化气体包含co2，所述含co气体经过co净化单元除去杂质获得co净化气体，所述杂质包括飞灰、含硫化合物、含氯
化合物中的一种或多种；4)co净化气体进入生物发酵单元进行发酵过程，将含co的气体转化为发酵液，所述发酵液包含乙醇；5)步骤(3)中的生成的发酵液进入发酵液分离单元，分离得到乙醇、菌体蛋白和含菌残夜，所述含菌残液进入含菌残液处理单元。10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于：所述氧化气体还包含o2，o2来自于空气或纯氧；所述氧化气体包含的co2来自于炼钢尾气、发电厂尾气、供热厂尾气或发酵尾气处理单元中的一种或多种。11.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于：步骤(2)分离得到的含h2气体进入h2净化单元除去杂质，得到h2纯化气，所述杂质包括灰分、未完全分离干净的有机物和含硫化合物中的一种或多种。12.根据权利要求9和11所述的工艺，其特征在于：一部分h2纯化气进入生物发酵单元，参与步骤(4)中的发酵过程，一部分h2纯化气进入合成气转化单元；步骤(3)中生成的一部分co净化气体进入合成气转化单元；合成气转化单元中进行合成气制甲醇、合成气制芳烃、合成气制烯烃、合成气制乙二醇中的一种或者多种反应过程。13.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于：煤在煤热解单元中的热解温度为400～1300℃，半焦在co2/o2还原单元中与氧化气体反应的温度为700～1400℃。

技术总结
一种煤分质利用联产乙醇和蛋白质的系统，包括：煤热解单元、热解气分离单元、CO2/O2还原单元、生物发酵单元、发酵液分离单元、氢气净化单元；其中，煤热解单元的固相出口与所述CO2/O2还原单元的固相入口相连，所述CO2/O2还原单元的气相出口与所述CO净化单元的气相入口相连，生物发酵单元的液体出口与所述发酵液分离单元的液体入口相连，所述煤热解单元的气相出口与所述热解气分离单元的气相入口相连。口与所述热解气分离单元的气相入口相连。口与所述热解气分离单元的气相入口相连。


技术研发人员：王铁峰 胡永琪 蓝晓程 周理龙 金涌 王建英 刘玉敏
受保护的技术使用者：河北科技大学
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2021/10/23