[发明专利]从源自于废物气化的合成气中制备纯氢气的方法和相关装置

权利要求书

1.从碳基质废物气化产生的合成气中制备氢气的方法，该方法不排放任何氮和硫，包括以下步骤：

-碳基质废物产生合成气的气化步骤；

-预处理步骤(210)，以从粗合成气中除去颗粒和大量的金属、氯和NH₃化合物；

-转化步骤(220)，其中预处理过的合成气中存在的HCN、CO和COS在H₂S的存在下转化为N₂、CO₂和H₂S；

-除去步骤(230)，其中从合成气中除去H₂S，然后H₂S转化为单质S；

-纯化步骤(240)，其中通过深冷单元或胺步骤除去CO₂，并且通过PSA单元产生纯氢气，

其中所述碳基质废物选自城市废物、衍生的废物燃料如RDF和工业废物，并且其中所述废物组合物使得合成气中的H₂S浓度保持足够高以进行酸性CO变换，并且

-其中通过最终将包含S的废物加入到气化反应器中来控制进入合成气的H₂S水平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预处理步骤包括以下子部分：

-酸洗涤(211)

-碱洗涤合成气(212)和

-使用湿式静电除尘器(213)处理和

-液体流浓缩器(214)

-其中合成气在50-200℃的温度范围内进入预处理和

-其中液体流从一个子部分泵送至另一个子部分，并置于液体流浓缩器(214)中，在液体流浓缩器(214)中污染物以固体形式被除去，并且水被回收回来。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述转化步骤依次包括：

合成气压缩(221)

-进一步的脱氯和脱金属步骤(222)；

-高/低温酸变换反应(223)，其中HCN、COS和CO通过以下反应转化：

-2HCN+2H₂O→N₂+2CO+3H₂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述除去步骤(230)包括：

-吸收部分(231)，其中从合成气中除去H₂S并将H₂S转移至吸收液中；

-再生部分(232)，其中吸收液再生并且H₂S转化为S；和

-硫回收部分(233)，其中S被液体分离并离开单元。

5.根据权利要求1所述的方法，其中最终H₂纯化步骤(240)依次包括：

-最终H₂S除去(241)以降低离开吸收部分(231)的流体的硫含量；

-深冷单元或胺单元(242)，用于除去CO₂，和

-PSA，用于最终纯化氢气。

6.根据前述权利要求5所述的方法，其中在深冷单元(242)中，除去合成气中的所有CO₂并将该CO₂以液体形式储存。

7.根据前述权利要求5所述的方法，其中通过多床PSA进一步纯化粗氢气流(103)以获得高于99.9％的纯度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中纯氢气在15-30barg的压力范围内产生，在纯化过程中，在20-35barg的压力下压缩合成气。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中通过以下步骤使用氢气制备尿素：

-氨合成，其中纯H₂和N₂反应制备氨；

-尿素合成，其中氨和CO₂反应制备尿素。