[发明专利]一种利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺及垃圾催化热解系统

权利要求书

1.一种利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)催化热解气化反应

在气化催化剂作用下，待处理垃圾在热解气氛下发生热解气化反应，生成气体产物，同时分离出固体残渣，固体残渣用作环保材料；

2)气体产物除杂

气体产物经降温冷凝除水处理后，用碱液或氧化物进行吸收，脱除气体产物中的氮、硫和氯，得到不含氮、硫和氯的合成气，同时脱除的含氯化合物、含硫化合物及含氮化合物用于制备化工产品；

3)水煤气变换催化反应

不含氮、硫和氯的合成气在催化剂作用下经水煤气变换反应，得到氢气和一氧化碳混合的合成气；

4)合成气催化液化反应

经过步骤3)水煤气变换反应得到的合成气经冷凝除水、干燥处理后，在催化剂作用下发生液化反应，部分转化生成液态燃料；

5)液态燃料和未转化的合成气经冷凝除水后，再经气液分离，液态燃料被收集用于加工化工产品，未变成液态燃料的合成气作为燃料气产品或再次重复步骤1)～4)被循环利用。

2.根据权利要求1所述的利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺，其特征在于，催化热解气化反应在设置有循环流化床反应器的气化炉中进行，热解气氛采用水蒸气或二氧化碳，热解气化反应温度为600～900℃，反应压力为0.1～1.0MPa。

3.根据权利要求1所述的利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺，其特征在于，步骤2)的具体操作如下：

气体产物首先经过冷凝除水后，依次进入脱氨反应器和脱硫脱氯反应器，经过碱液或氧化物吸收后，脱除气体产物中的氮、硫和氯，得到不含氮、硫和氯的合成气，同时脱除的含氯化合物、含硫化合物及含氮化合物用于制备化肥类化工产品。

4.根据权利要求1所述的利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺，其特征在于，步骤3)中，水煤气变换反应温度为250～400℃，反应压力为0.1～1.0MPa；氢气和一氧化碳混合的合成气中，氢气与一氧化碳的体积比为2：1。

5.根据权利要求1所述的利用垃圾制备液态燃料和化工产品的工艺，其特征在于，步骤4)中，合成气催化液化反应在含有双层固定床的费托反应器中进行，催化液化反应温度为300～450℃，反应压力为0.5～3MPa。

6.实现权利要求1～5中任意一项所述的工艺的垃圾催化热解系统，其特征在于，包括垃圾催化热解气化单元，脱氯、脱硫和脱硝处理单元，水煤气变换单元，合成气催化液化单元和蒸汽单元；

垃圾催化热解气化单元包括气化炉(107)、一号旋风分离器(109)和二号旋风分离器(110)，气化炉(107)中设有循环流化床反应器，气化炉(107)内设置有催化剂支撑筛板，气化炉(107)的顶部出气口与一号旋风分离器(109)的侧面进气口相连通，一号旋风分离器(109)的下端口与气化炉(107)的底部相连通，用于收集进入一号旋风分离器(109)的催化剂和反应不充分的垃圾残渣，一号旋风分离器(109)的顶部出气口与二号旋风分离器(110)的侧面进气口相连通，二号旋风分离器(110)的顶部设有出气口，底部设置用于排出固体残渣的下端口；

脱氯、脱硫和脱硝处理单元包括依次连接的第一冷凝器(201)、脱氨反应器(202)和脱硫脱氯反应器(204)，第一冷凝器(201)的进气口与二号旋风分离器(110)的出气口相连通；

水煤气变换单元包括依次连接的水煤气反应器(209)、第二冷凝器(210)和干燥塔(211)，水煤气反应器(209)的进气口和脱硫脱氯反应器(204)的出气口相连通；

合成气催化液化单元包括依次连接的增压泵(301)、费托反应器(305)、第三冷凝器(308)、气液分离器(309)和尾气处理装置(312)；费托反应器(305)中采用双层固定床；增压泵(301)的进口端与干燥塔(211)的气体出口相连通；

蒸汽单元包括蒸汽发生器(401)，蒸汽发生器(401)的出口分别与水煤气反应器(201)的侧壁以及气化炉(107)的底部进气口相连通。