本發明涉及生物質資源化利用，尤其是涉及一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法和系統。
背景技術：
1、生物質原料主要包括農作物秸稈、養殖場廢棄物、生活垃圾、工業有機廢水等各類城鄉有機廢棄物。以生物質為原料，通過熱化學轉化或生物化學轉化產生的主要含有甲烷的可燃氣體稱為生物燃氣。生物燃氣包括兩大類，一類是在高溫缺氧條件下使生物質發生不完全燃燒和熱解，產生以一氧化碳、氫氣、氮氣等成分為主的可燃氣體，稱之為氣化氣；另一類是生物質在厭氧條件下被厭氧菌群分解，產生以甲烷和二氧化碳為主的可燃氣體，稱之為沼氣。生物燃氣技術作為典型的分布式能源生產技術，是處理有機廢棄物的重要手段；生物燃氣利用方式靈活，既可以直接發電、供熱，也可以耦合發電以及提純生物天然氣等。
2、綠色甲醇是低碳、含氧燃料，具有燃燒高效、排放清潔、可再生綠色屬性等特點，是世界公認的清潔燃料。如果采用清潔能源生產綠色甲醇替代傳統化石能源，可顯著降低化石燃料產生的碳排放，并可促進相關產業鏈的技術升級，因此發展綠色甲醇是實現“碳中和”目標的重要舉措之一。與傳統航空燃料相比，可持續航空燃料(saf)最高可減少80-85％的碳排放量。作為交通行業實現“雙碳”目標的關鍵領域之一，航空業受到越來越多的關注。相較其它行業，航空業的減排方案和減排路徑較為有限，減排難度大，被稱為“難減排”領域之一。saf具備熱值較高、零排放等特點，使用saf無需對現有基礎設施、飛機發動機和運行管理體系進行大規模改造，從而顯著降低了減排成本，為航空業減排帶來了新的可能和前景。
3、鑒于此，特提出本發明。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法和系統，通過合理配置可全量化處理區域范圍內生物質廢棄物，同時通過自身供能消納綠氫生產綠色液體燃料，實現了分布式燃氣向液體燃料轉化后易于遠距離運輸的目標。
2、本發明提供一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，包括如下步驟：
3、s1：對可生物降解廢棄物進行厭氧發酵，得到生物質燃氣和固態沼渣；
4、s2：對高熱值廢棄物進行氣化，得到合成氣；
5、s3：對合成氣進行凈化，隨后與綠氫進行醇合成和/或油合成，得到醇類原料/燃料和/或可持續航空燃料。
6、步驟s1中，對可生物降解廢棄物的類型不作嚴格限制，包括但不限于青秸稈、養殖場廢棄物、有機生活垃圾、廚余垃圾、工業有機廢水等；控制可生物降解廢棄物的濃度(即質量含量)為25-40％。
7、厭氧發酵的溫度為40-55℃，厭氧發酵的時間為1-4周。在一實施方式中，厭氧發酵可以采用中溫厭氧發酵，中溫厭氧發酵的溫度可以為40-45℃，中溫厭氧發酵的時間可以為3-4周；在另一實施方式中，厭氧發酵可以采用高溫厭氧發酵，高溫厭氧發酵的溫度可以為50-55℃，高溫厭氧發酵的時間可以為1-2周。
8、進一步地，在厭氧發酵過程中，可以對厭氧發酵形成的滲濾液進行回流噴淋；回流噴淋包括：在厭氧發酵前期每天噴淋15-17次，在厭氧發酵中期每天噴淋7-9次，在厭氧發酵后期每天噴淋3-5次，厭氧發酵最后1-3天不進行噴淋；每次噴淋時的噴淋量為4-6m3。
9、此外，還可以設置獨立的產甲烷罐；將厭氧發酵形成的滲濾液送至產甲烷罐中進行產甲烷，產甲烷時間可以為20-28h；產甲烷后的滲濾液進行回流噴淋。
10、在上述厭氧發酵中，每m3可生物降解廢棄物厭氧發酵的容積產氣率為2.0-4.0m3；生物質燃氣中的甲烷濃度≥70％；生物質燃氣的主要組成如下：甲烷70-75％，二氧化碳24-29％。上述厭氧發酵耗水量低、二次污染少，產氣率高，生物質燃氣的品質高，后續可配套沼氣熱電聯產機組(chp)，為整體系統提供電力及熱能；同時，厭氧發酵產生的固態沼渣含水率低，無需固液分離，可直接用于生產炭基肥，進而用于農林業及能源作物的種植。
11、步驟s2中，對高熱值廢棄物的類型不作嚴格限制，包括但不限于干黃秸稈、剪枝落葉、木材加工廢料、廢棄輪胎、林業廢棄物等。
12、采用氣化爐進行氣化，例如流化床或循環流化床氣化爐，氣化爐的高徑比可以為22-24。同時，可以采用純氧和水蒸汽作為氣化劑進行氣化，純氧可以采用消納風光綠電電解水生產的純氧，每噸高熱值廢棄物純氧用量為0.2-0.3噸，水蒸汽用量為0.6-0.7噸；氣化溫度可以為750-850℃，控制氣化效率≥75％，碳轉化率≥95％。
13、上述氣化產生的合成氣的熱值為8500-9000kj/m3；合成氣的主要組成為：甲烷8-10％，氫氣20-23％，一氧化碳46-47％；合成氣中的焦油含量≤1.8g/m3；氣化產生的生物碳/灰可與固態沼渣混合后直接生產炭基肥。
14、步驟s3中，凈化包括：依次對合成氣進行除焦、合成氣變換、脫硫脫碳，形成清潔合成氣。清潔合成氣可以與綠氫進行醇合成和/或油合成，利用不同類型催化劑費托合成生產甲醇、多醇等醇類原料/燃料和可持續航空燃料(saf)等各類綠色液體燃料，綠氫可以采用消納風光綠電電解水生產的綠氫。
15、本發明還提供一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統，用于實施上述生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法；生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統包括原料預處理系統、厭氧發酵系統、氣化爐、凈化系統、綠電系統、醇合成系統和/或油合成系統，厭氧發酵系統與原料預處理系統的可生物降解廢棄物出口連接，氣化爐與原料預處理系統的高熱值廢棄物出口連接，凈化系統與氣化爐的合成氣出口連接，醇合成系統和/或油合成系統分別與凈化系統和綠電系統連接。
16、進一步地，厭氧發酵系統包括厭氧發酵罐、產甲烷罐和滲濾液儲罐，產甲烷罐與厭氧發酵罐的滲濾液出口連接，滲濾液儲罐與產甲烷罐的滲濾液出口連接，滲濾液儲罐與厭氧發酵罐的回流噴淋口連接。
17、進一步地，凈化系統包括依次設置的除焦裝置、合成氣變換裝置和脫硫脫碳裝置。
18、本發明的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法和系統可覆蓋生物質資源化利用全領域，對于可生物降解廢棄物采用厭氧發酵工藝生產生物質沼氣，對于高熱值廢棄物采用氣化工藝生產生物質合成氣，厭氧發酵及氣化剩余的固渣可用于生產炭基肥；系統生產的生物質燃氣一部分直接進入沼氣熱電聯產機組(chp)為系統提供電力及熱能，剩余部分可經變換等凈化處理后補充綠氫并利用不同類型催化劑費托合成生產甲醇、多醇、saf等各類綠色液體燃料。上述生產方法和系統通過合理配置可全量化處理區域范圍內生物質廢棄物，同時通過自身供能消納綠氫生產綠色液體燃料，實現了分布式燃氣向液體燃料轉化后易于遠距離運輸的目標。
1.一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，可生物降解廢棄物包括青秸稈、養殖場廢棄物、有機生活垃圾、廚余垃圾和工業有機廢水中的至少一種；高熱值廢棄物包括干黃秸稈、剪枝落葉、木材加工廢料、廢棄輪胎和林業廢棄物中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，可生物降解廢棄物的濃度為25-40％；厭氧發酵的溫度為40-55℃，厭氧發酵的時間為1-4周。
4.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，在厭氧發酵過程中，對厭氧發酵形成的滲濾液進行回流噴淋；回流噴淋包括：在厭氧發酵前期每天噴淋15-17次，在厭氧發酵中期每天噴淋7-9次，在厭氧發酵后期每天噴淋3-5次，厭氧發酵最后1-3天不進行噴淋；每次噴淋時的噴淋量為4-6m3。
5.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，每m3可生物降解廢棄物厭氧發酵的容積產氣率為2.0-4.0m3；生物質燃氣中的甲烷濃度≥70％。
6.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，采用氣化爐進行氣化，氣化爐的高徑比為22-24；采用純氧和水蒸汽作為氣化劑進行氣化，每噸高熱值廢棄物純氧用量為0.2-0.3噸，水蒸汽用量為0.6-0.7噸；氣化溫度為750-850℃，氣化效率≥75％，碳轉化率≥95％。
7.根據權利要求1所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法，其特征在于，合成氣的熱值為8500-9000kj/m3；合成氣中的焦油含量≤1.8g/m3。
8.一種生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統，其特征在于，用于實施權利要求1-7任一所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產方法；生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統包括原料預處理系統、厭氧發酵系統、氣化爐、凈化系統、綠電系統、醇合成系統和/或油合成系統，厭氧發酵系統與原料預處理系統的可生物降解廢棄物出口連接，氣化爐與原料預處理系統的高熱值廢棄物出口連接，凈化系統與氣化爐的合成氣出口連接，醇合成系統和/或油合成系統分別與凈化系統和綠電系統連接。
9.根據權利要求8所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統，其特征在于，厭氧發酵系統包括厭氧發酵罐、產甲烷罐和滲濾液儲罐，產甲烷罐與厭氧發酵罐的滲濾液出口連接，滲濾液儲罐與產甲烷罐的滲濾液出口連接，滲濾液儲罐與厭氧發酵罐的回流噴淋口連接。
10.根據權利要求8所述的生物質燃氣及綠色液體燃料生產系統，其特征在于，凈化系統包括依次設置的除焦裝置、合成氣變換裝置和脫硫脫碳裝置。