[发明专利]一种钙循环联产硫、氢的富碳材料蒸汽气化的方法与系统

说明书

本发明属于节能环保及资源循环利用技术领域，涉及有机固废气化技术，具体涉及一种钙循环联产硫、氢的富碳材料蒸汽气化的方法与系统。其方法为：将富碳材料、水蒸气、煅烧CaO共同进行气化反应获得富氢气化气和碳酸钙，将获得的碳酸钙与含硫烟气进行石灰石石膏湿法脱硫获得脱硫石膏，将获得的脱硫石膏与一部分富氢气化气进行煅烧还原获得煅烧CaO和SO₂，另一部分富氢气化气和还原煅烧产生的SO₂作为产品；所述富碳材料为生物质和/或有机固废。本发明以钙作为流动介质进行循环，不仅避免石灰石的大量开采，而且能够对有机固废进行处理，还实现了硫资源的回收，并且副产氢气。

技术领域

本发明属于节能环保及资源循环利用技术领域，涉及有机固废气化技术，具体涉及一种钙循环联产硫、氢的富碳材料蒸汽气化的方法与系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

据发明人研究了解，目前石灰石石膏湿法脱硫技术是燃煤电厂、钢铁企业等针对燃煤烟气中SO₂脱除的主流技术，脱硫剂石灰石的大量开采造成山体损毁，破坏生态环境，并且脱硫石膏作为脱硫副产物，产量巨大、纯度较低，难以利用。虽然脱硫石膏可在高温下分解成氧化钙和SO₂，氧化钙返回脱硫系统，实现钙基脱硫剂的循环使用，但是由于硫酸钙的热稳定性好，热分解温度高达1350～1400℃，分解温度较高，耗能巨大，经济性较差。因此现有的湿法脱硫技术均未实现钙基脱硫剂的循环，烟气中SO₂被固定生成钙基硫酸盐，也未实现硫元素的资源化利用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种钙循环联产硫、氢的富碳材料蒸汽气化的方法与系统，本发明以钙作为流动介质进行循环，不仅避免石灰石的大量开采，而且能够对有机固废进行处理，还实现了硫资源的回收，并且副产氢气。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种钙循环联产硫、氢的富碳材料蒸汽气化的方法，将富碳材料、水蒸气、煅烧CaO共同进行气化反应获得富氢气化气和碳酸钙，将获得的碳酸钙与含硫烟气进行石灰石石膏湿法脱硫获得脱硫石膏，将获得的脱硫石膏与一部分富氢气化气进行煅烧还原获得煅烧CaO和SO₂，另一部分富氢气化气和还原煅烧产生的SO₂作为产品；所述富碳材料为生物质和/或有机固废。

生物质、有机固废等富碳材料经过水蒸气高温气化可产生H₂、CO浓度较高的气化气，气化的主反应为水汽变换反应CO+H₂O＝CO₂+H₂。利用CaO等钙基吸收剂，在气化过程中吸收反应产生的CO₂，打破反应平衡，可有效提高产气中H₂浓度。同时，H₂和CO不仅是一种燃料，也是重要的化工原料，脱硫石膏在H₂/CO等还原性气氛下的分解温度会显著下降。

本发明将湿法脱硫产生的脱硫石膏在富氢气化气的气氛下煅烧，产生的氧化钙作为CO₂吸收剂强化富碳材料蒸汽气化反应，不仅能够提高产富氢气化气中H₂浓度，而且氧化钙吸收CO₂后转化的碳酸钙能够作为脱硫剂，通过石灰石石膏湿法脱硫技术参与脱硫反应，实现对含硫烟气中硫的富集，从而实现钙、硫资源的回收利用，同时副产氢气。