煤脱硫脱碳燃烧方法和装置

摘要

本发明公开了一种煤燃料脱硫脱碳方法，煤与CaSO4-CuO复合氧载体发生还原反应生成包含煤灰、CaS、Cu和Cu2S的固体产物，以及包含CO2和水蒸气的气相产物；其中，气相产物冷凝分离后，得到高浓度的CO2；而固相产物混合物被逐级分离后，分离出的Cu与空气氧化反应生成CuO，再利用CuO分解释放出的纯O2与Cu2S进行氧化反应，生成高浓度的SO2作为原料用于硫酸制备。本发明还提供了实现上述煤燃烧及定向脱碳脱硫方法的装置，主要由燃料反应器系统、硫的在线脱除系统以及空气反应器系统三部分组成。本发明能耗低，而且可以连续运行，并分别获得高浓度的CO2和SO2，在达到煤的高效利用的同时、实现煤中的碳及反应过程中产生的硫组分的定向脱除。

主权项

一种煤脱硫脱碳燃烧方法，具体为：（1）在CO2流态化介质作用下，煤与CaSO4‑CuO复合氧载体发生还原反应生成包含煤灰、CaS、Cu和Cu2S的固体产物，以及包含CO2和水蒸气的气相产物；（2）步骤（1）得到的气相产物冷凝分离后得到CO2，固相产物通过三级分离过程逐级分离出煤灰、CaS、Cu和Cu2S；（3）经过步骤（2）分离出的Cu与空气氧化反应生成CuO；（4）在水蒸气气氛下，步骤（2）氧化反应生成的CuO分解生成固相Cu2O和气相O2；（5）将步骤（4）生成的固体Cu2O与步骤（2）分离出的Cu2S混合，以步骤（4）得到的O2作为流态化介质及氧化剂，在纯O2气氛下，Cu2S、Cu2O与O2发生氧化反应，生成CuO固体和SO2气体；（6）步骤（5）生成的CuO与步骤（2）分离出的CaS混合后与空气发生氧化反应，生成CaSO4‑CuO复合氧载体，返回步骤（1）进行下一次循环反应。