[发明专利]高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统及方法

权利要求书

1.一种高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：包括：

第一反应器，其原料进口分别与碳材料源和高硫高氧烟气源连接，用于提供氧气与碳材料在低温下生成CO的空间；

第一气固分离器，其气体进口与第一反应器的气体出口连通；

第二反应器，进口与第一气固分离器的气体出口连通，用于提供二氧化硫还原生成硫磺的空间；

第二气固分离器与第二反应器的气体出口连通，其固体出口与硫磺回收装置连接；

第三反应器，其进口分别与第一气固分离器的固体出口、第二气固分离器的气体出口连通，提供碳材料活化的空间；

烟气中的氧气与碳材料在所述第一反应器内进行反应，生成CO，碳材料实现初步活化，烟气中的CO与SO₂在第二反应器内进行反应，生成CO₂和硫单质，来自第二反应器的乏气和来自第一气固分离器的初步活化的碳材料在所述第三反应器中，进行碳材料的再次活化。

2.根据权利要求1所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：在烟气流通管线上设置引风机或送风机。

3.根据权利要求1所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第一反应器中，碳材料进料口位于高硫高氧烟气进口的上方。

4.根据权利要求3所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：碳材料源为碳材料储仓，碳材料储仓的出口处设置锁气给料机。

5.根据权利要求1所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第一反应器、第二反应器和第三反应器的底部均设置有燃烧器。

6.根据权利要求5所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第一反应器、第二反应器和第三反应器的外部设置有保温层。

7.根据权利要求1所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第一气固分离器、第二气固分离器和第三气固分离器为重力沉降器或惯性分离器。

8.根据权利要求7所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第三气固分离器的气体出口连接有精除尘装置。

9.根据权利要求8所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：精除尘装置为金属网过滤器或陶瓷过滤器。

10.根据权利要求7所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的系统，其特征在于：第三气固分离器的固体出口设置有硫磺回收装置。

11.一种高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的方法，其特征在于：包括如下步骤：

碳材料和高硫高氧烟气在第一反应器内，在300-550℃下反应，烟气中的氧气与碳材料反应，生成CO，碳材料实现初步活化；

反应后的烟气将初步活化后的碳材料携带至第一气固分离器中进行气固分离，分离后的气体进入第二反应器中，在500-750℃下，烟气中的CO与SO₂反应，生成CO₂和硫单质；

来自第二反应器的乏气和来自第一气固分离器的初步活化的碳材料进入第三反应器中，在700-1000℃下，进行碳材料的再次活化。

12.根据权利要求11所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的方法，其特征在于：碳材料的粒径60µm-3mm。

13.根据权利要求11所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的方法，其特征在于：碳材料为煤粉、生物质半焦、活性碳或石油焦。

14.根据权利要求11所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的方法，其特征在于：高硫高氧烟气中的SO₂浓度为2%-30%。

15.根据权利要求11所述的高硫高氧冶炼烟气调质协同碳材料活化的方法，其特征在于：每升高硫高氧烟气与0.5-2g碳材料混合反应。