一种煤炭颗粒/载氧体化学链制备合成气的方法及其装置

摘要

本发明属于煤清洁高效利用技术领域，涉及到煤炭制备合成气的新型工艺及装置，特别是一种煤炭颗粒/载氧体化学链制备合成气的方法及其装置，利用双化学链制备合成气，载氧体在载氧体气化炉中与煤炭颗粒进行还原反应，然后在空气反应器中与空气发生氧化反应，载氧体的循环反应制备合成气；合成气的净化和CO2的捕集利用CaCO3/CaO化学链完成；复合型CaSO4/CaCO3载氧体化学链制备合成气把CaCO3/CaO化学链净化和捕集CO2耦合到载氧体化学链制备合成气过程中，使制备合成气及其净化和CO2两个化学链过程同时进行；装置结构简单，原理可靠，能源利用率高，制气质量好，环境污染少。

主权项

一种煤炭颗粒/载氧体化学链制备合成气的方法，其特征在于先使煤炭颗粒和载氧体在载氧体气化炉中进行反应，经第一和第二旋风分离器的二级分离得到不含CO2的合成气；再使第一旋风分离器分离后得到的固体进入CaCO3煅烧炉进行煅烧，得到的固体进入空气反应器和空气反应后得到氧化态的载氧体；然后通过第三旋风分离器和第一流动密封阀进入载氧体气化炉，如此循环；煅烧炉中得到的CO2气体被储存备用或与水蒸汽一起被空气反应器加热后作为流化介质进入载氧体气化炉；所使用的载氧体为CaSO4/CaCO3复合型载氧体通过机械混合法并经化学处理改性得到；载氧体气化炉为鼓泡流化床，流化介质为CO2和水蒸汽，操作温度为800～1000℃，操作压力为1～3atm，在载氧体气化炉中发生的化学反应包括：CaSO4+4C→CaS+4CO；H2O+C→H2+CO；H2O+CO→H2+CO2；CO2+CaO→CaCO3；CaO+H2S→CaS+H2O和CaO+COS→CaS+CO2；其中后两个反应为固硫反应，煤炭颗粒和载氧体按煤的含碳量与载氧体的载氧量摩尔比为1:1的量进料；空气反应器为快速流化床，流化介质为空气，操作温度为950℃～1200℃，操作压力为常压，气化气体H2O和CO2在进入载氧体气化炉之前先经过空气反应器的预热；在空气反应器中进行的化学反应为：CaS+2O2→CaSO4。