一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法與系統
1.本發明屬于節能環保及資源循環利用技術領域，涉及有機固廢氣化技術，具體涉及一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法與系統。
背景技術：
2.公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
3.據發明人研究了解，目前石灰石石膏濕法脫硫技術是燃煤電廠、鋼鐵企業等針對燃煤煙氣中so2脫除的主流技術，脫硫劑石灰石的大量開采造成山體損毀，破壞生態環境，并且脫硫石膏作為脫硫副產物，產量巨大、純度較低，難以利用。雖然脫硫石膏可在高溫下分解成氧化鈣和so2，氧化鈣返回脫硫系統，實現鈣基脫硫劑的循環使用，但是由于硫酸鈣的熱穩定性好，熱分解溫度高達1350～1400℃，分解溫度較高，耗能巨大，經濟性較差。因此現有的濕法脫硫技術均未實現鈣基脫硫劑的循環，煙氣中so2被固定生成鈣基硫酸鹽，也未實現硫元素的資源化利用。
技術實現要素：
4.為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法與系統，本發明以鈣作為流動介質進行循環，不僅避免石灰石的大量開采，而且能夠對有機固廢進行處理，還實現了硫資源的回收，并且副產氫氣。
5.為了實現上述目的，本發明的技術方案為：
6.一方面，一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應獲得富氫氣化氣和碳酸鈣，將獲得的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏，將獲得的脫硫石膏與一部分富氫氣化氣進行煅燒還原獲得煅燒cao和so2，另一部分富氫氣化氣和還原煅燒產生的so2作為產品；所述富碳材料為生物質和/或有機固廢。
7.生物質、有機固廢等富碳材料經過水蒸氣高溫氣化可產生h2、co濃度較高的氣化氣，氣化的主反應為水汽變換反應co+h2o＝co2+h2。利用cao等鈣基吸收劑，在氣化過程中吸收反應產生的co2，打破反應平衡，可有效提高產氣中h2濃度。同時，h2和co不僅是一種燃料，也是重要的化工原料，脫硫石膏在h2/co等還原性氣氛下的分解溫度會顯著下降。
8.本發明將濕法脫硫產生的脫硫石膏在富氫氣化氣的氣氛下煅燒，產生的氧化鈣作為co2吸收劑強化富碳材料蒸汽氣化反應，不僅能夠提高產富氫氣化氣中h2濃度，而且氧化鈣吸收co2后轉化的碳酸鈣能夠作為脫硫劑，通過石灰石石膏濕法脫硫技術參與脫硫反應，實現對含硫煙氣中硫的富集，從而實現鈣、硫資源的回收利用，同時副產氫氣。
9.本發明中的氣化反應主要發生的反應為：c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐參與脫硫石膏煅燒反應，另一部分作為
產品出售。cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，將caco3進行石灰石石膏濕法脫硫，其進行的脫硫反應為：caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。脫硫石膏和富氫氣化氣進行的煅燒還原反應主要有：caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該過程能夠大大降低硫酸鈣的分解溫度(分解溫度為800～1100℃)，從而減少能耗。本發明的整個過程實現了鈣基吸收劑/脫硫劑的循環梯級利用，降低了運行成本，同時具有顯著的環境效益。
10.另一方面，一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，所述系統用于實現上述方法，包括：
11.氣化爐，用于將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應產生富氫氣化氣和碳酸鈣；
12.脫硫塔，用于將來自氣化爐的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫產生脫硫石膏；
13.還原煅燒爐，用于將來自脫硫塔的脫硫石膏在還原氣氛下進行煅燒還原產生煅燒cao和so2；
14.還原煅燒爐中的還原氣氛由氣化爐內產生的富氫氣化氣形成；還原煅燒爐產生的煅燒cao輸送至氣化爐。
15.富氫氣化氣中的氫氣濃度較高，經過進一步分離純化可以獲得氫氣。另外，還原煅燒產生的so2與其他氣體同時排放，此時so2相較含硫煙氣中的硫氧化物的濃度更高，從而能夠進一步通過還原制備硫磺，或通過氧化制備硫酸，因而第三方面，一種上述鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法或系統在制備氫氣、硫磺和/或硫酸中的應用。
16.本發明的有益效果為：
17.本發明利用ca基礦物在濕法脫硫、硫酸鈣還原煅燒、cao強化水蒸氣富氫氣化三個過程的循環，實現了ca基吸收劑/脫硫劑的梯級循環使用，同時獲得硫和氫的高值副產物，提高系統經濟性，具有廣闊的應用前景。
附圖說明
18.構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。
19.圖1為本發明實施例1的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意圖；
20.圖2為本發明實施例2的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意圖；
21.圖3為本發明實施例3的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意圖；
22.圖4為本發明實施例4的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意圖；
23.圖5為本發明實施例5的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意圖；
24.圖6為本發明實施例6的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統結構示意
圖；
25.其中，1、氣化爐，2、脫硫塔，3、還原煅燒爐，4、預換熱裝置，5、燃燒器，6、蓄熱式換熱裝置，7、制漿槽，8、過濾機，9、凈化裝置，10、提氫裝置，11、硫資源化利用裝置。
具體實施方式
26.應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本發明提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
27.需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本發明的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
28.現有脫硫技術需要提供大量的鈣基脫硫劑，鈣基脫硫劑的制備需要耗費大量的資源和能源，同時鈣基脫硫劑難以實現循環利用，以及硫元素也無法實現資源化利用等缺陷，為了解決如上的技術問題，本發明提出了一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法與系統。
29.本發明的一種典型實施方式，提供了一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應獲得富氫氣化氣和碳酸鈣，將獲得的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏，將獲得的脫硫石膏與一部分富氫氣化氣進行煅燒還原獲得煅燒cao和so2，另一部分富氫氣化氣和還原煅燒產生的so2作為產品；所述富碳材料為生物質和/或有機固廢。
30.在一些實施例中，氣化反應的溫度為600～900℃。該條件下，更容易產生碳酸鈣和氫氣。
31.在一些實施例中，將獲得的碳酸鈣制成碳酸鈣漿液，然后與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏。
32.在一些實施例中，煅燒還原的溫度為800～1100℃。與硫酸鈣分解溫度1350～1400℃相比，該還原煅燒溫度更低，能夠大大降低能耗，且該還原溫度使得排氣溫度與碳熱還原so2制備硫磺工藝的最佳溫度700-1100℃相吻合，顯著提高硫磺產品的轉化率。
33.在一些實施例中，氣化反應后的碳酸鈣對水和/或蒸汽進行預熱形成水蒸氣，采用預熱后的水蒸氣進行氣化反應。能夠對余熱進行再利用，進一步降低能耗。
34.在一些實施例中，將另一部分富氫氣化氣進行變壓吸附提氫處理獲得氫氣和提氫廢氣，將提氫廢氣作為燃料為蒸汽提供能量。
35.本發明的另一種實施方式，提供了一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，所述系統用于實現上述方法，包括：
36.氣化爐，用于將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應產生富氫氣化氣和碳酸鈣；
37.脫硫塔，用于將來自氣化爐的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫產生脫硫石膏；
38.還原煅燒爐，用于將來自脫硫塔的脫硫石膏在還原氣氛下進行煅燒還原產生煅燒
cao和so2；
39.還原煅燒爐中的還原氣氛由氣化爐內產生的富氫氣化氣形成；還原煅燒爐產生的煅燒cao輸送至氣化爐。
40.在一些實施例中，包括預換熱裝置，氣化爐的固相出口連接預換熱裝置，預換熱裝置利用排出氣化爐碳酸鈣對水和/或蒸汽進行預熱，預換熱裝置的水蒸氣出口連接氣化爐的水蒸氣進口。
41.在一些實施例中，包括制漿槽，用于將冷卻后的碳酸鈣制漿，制漿槽的漿液出口連接脫硫塔的漿液進口。
42.在一些實施例中，包括過濾機，脫硫塔的脫硫石膏出口連接過濾機的進口，過濾機的固相出口連接還原煅燒爐的脫硫石膏進口。設置過濾機用于將脫硫石膏脫水。
43.在一些實施例中，包括提氫裝置，能夠對富氫氣化氣進行變壓吸附提氫處理產生氫氣和提氫廢氣。
44.在一種或多種實施例中，包括燃燒器和蓄熱式換熱裝置，提氫裝置產生的提取廢氣輸送至燃燒器進行燃燒，燃燒產生的能量在蓄熱式換熱裝置內對蒸汽進行加熱，將加熱后的蒸汽輸送至氣化爐。
45.在一些實施例中，碳酸鈣采用皮帶輸送。
46.在一些實施例中，脫硫石膏采用皮帶輸送。
47.本發明中所述蓄熱式換熱裝置內部蓄熱體為耐高溫、耐腐蝕的多孔陶瓷磚。換熱發生的場所蓄熱式換熱裝置，可多個布置。多個蓄熱室連續切換運行，可連續不斷的產生高溫水蒸氣。
48.本發明中所述氣化爐和還原煅燒爐可以為多種形式，可以是回轉窯、移動床、氣流床、流化床、沸騰床、鼓泡床、噴動床、沉降床等。
49.本發明中氣體和液體輸送過程由鼓風機、引風機、水泵等提供輸送動力。
50.本發明的第三種實施方式，提供了一種上述鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法或系統在制備氫氣、硫磺和/或硫酸中的應用。
51.為了使得本領域技術人員能夠更加清楚地了解本發明的技術方案，以下將結合具體的實施例詳細說明本發明的技術方案。
52.實施例1
53.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖1所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3。
54.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。
55.其工藝為：
56.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃，高溫水蒸氣在氣化過程要充當氣化劑，同時氣化反應是一個強吸熱反應，水蒸氣還要提供氣化所需反應熱，因而水蒸氣的溫度選擇為800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～900℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，caco3送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝
caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
57.生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分作為產品出售。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。
58.實施例2
59.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖2所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3、預換熱裝置4、燃燒器5、蓄熱式換熱裝置6。
60.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。氣化爐1與脫硫塔2的連接管線之間連接預換熱裝置4。預換熱裝置4的還連接水/蒸汽源，預換熱裝置4的蒸汽出口連接蓄熱式換熱裝置6的進口，燃燒器5為蓄熱式換熱裝置6提供能量。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。
61.其工藝為：
62.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～1000℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，caco3送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
63.其中，高溫蒸汽由水/蒸汽源經過轉化的caco3余熱進行預熱，然后經過蓄熱式換熱裝置6進一步加熱形成。
64.生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分作為產品出售。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。
65.實施例3
66.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖3所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3、預換熱裝置4、燃燒器5、蓄熱式換熱裝置6、制漿槽7。
67.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。氣化爐1與脫硫塔2的連接管線之間按物料流向依次按照預換熱裝置4和制漿槽7。預換熱裝置4的還連接水/蒸汽源，預換熱裝置4的蒸汽出口連接蓄熱式換熱裝置6的進口，燃燒器5為蓄熱式換熱裝置6提供能量。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。
68.其工藝為：
69.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～1000℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，輸送至制漿槽7制漿，形成caco3漿液，將caco3漿液送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
70.其中，高溫蒸汽由水/蒸汽源經過轉化的caco3余熱進行預熱，然后經過蓄熱式換
熱裝置6進一步加熱形成。
71.生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分作為產品出售。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。
72.實施例4
73.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖3所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3、預換熱裝置4、燃燒器5、蓄熱式換熱裝置6、制漿槽7、過濾機8、凈化裝置9。
74.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。氣化爐1與脫硫塔2的連接管線之間按物料流向依次按照預換熱裝置4和制漿槽7。預換熱裝置4的還連接水/蒸汽源，預換熱裝置4的蒸汽出口連接蓄熱式換熱裝置6的進口，燃燒器5為蓄熱式換熱裝置6提供能量。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。脫硫塔2與還原煅燒爐3之間的連接關系按照過濾機8，過濾機8的液相出口連接凈化裝置9。
75.其工藝為：
76.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～1000℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，輸送至制漿槽7制漿，形成caco3漿液，將caco3漿液送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
77.其中，高溫蒸汽由水/蒸汽源經過轉化的caco3余熱進行預熱，然后經過蓄熱式換熱裝置6進一步加熱形成。
78.脫硫塔2排出的脫硫石膏經過過濾機8過濾除水，并將脫除的水進行凈化再利用。生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與過濾后的脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分作為產品出售。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。
79.實施例5
80.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖3所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3、預換熱裝置4、燃燒器5、蓄熱式換熱裝置6、制漿槽7、過濾機8、凈化裝置9、提氫裝置10。
81.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。氣化爐1與脫硫塔2的連接管線之間按物料流向依次按照預換熱裝置4和制漿槽7。預換熱裝置4的還連接水/蒸汽源，預換熱裝置4的蒸汽出口連接蓄熱式換熱裝置6的進口，燃燒器5為蓄熱式換熱裝置6提供能量。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。氣化爐1的氣相出口還連接提氫裝置12。提氫裝置12的提氫廢氣出口連接燃燒器5的進口。脫硫塔2與還原煅燒爐3之間的連接關系按照過濾機8，過濾機8的液相出口連接凈化裝置9。
82.其工藝為：
83.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～1000℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，輸送至制漿槽7制漿，形成caco3漿液，將caco3漿液送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
84.其中，高溫蒸汽由水/蒸汽源經過轉化的caco3余熱進行預熱，然后經過蓄熱式換熱裝置6進一步加熱形成。
85.脫硫塔2排出的脫硫石膏經過過濾機8過濾除水，并將脫除的水進行凈化再利用。生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與過濾后的脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分輸送至提氫裝置10，進行變壓吸附提氫處理，將富氫氣化氣中少量的co2/co/h2o脫除，制備高純度h2氣，同時副產提氫廢氣，提氫廢氣作為燃燒器5的燃料為蓄熱式換熱裝置6提供能量。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。
86.實施例6
87.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，如圖3所示，包括氣化爐1、脫硫塔2、還原煅燒爐3、預換熱裝置4、燃燒器5、蓄熱式換熱裝置6、制漿槽7、過濾機8、凈化裝置9、提氫裝置10、硫資源化利用裝置11。
88.氣化爐1的進口連接富碳材料(生物質、有機固廢等)源、高溫蒸汽源。氣化爐1的固相出口連接脫硫塔2。氣化爐1與脫硫塔2的連接管線之間按物料流向依次按照預換熱裝置4和制漿槽7。預換熱裝置4的還連接水/蒸汽源，預換熱裝置4的蒸汽出口連接蓄熱式換熱裝置6的進口，燃燒器5為蓄熱式換熱裝置6提供能量。脫硫塔2的脫硫石膏出口連接還原煅燒爐3的進口，還原煅燒爐3的進口還連接氣化爐1的氣相出口。氣化爐1的氣相出口還連接提氫裝置12。提氫裝置12的提氫廢氣出口連接燃燒器5的進口。脫硫塔2與還原煅燒爐3之間的連接關系按照過濾機8，過濾機8的液相出口連接凈化裝置9。還原煅燒爐3的氣相出口連接硫資源化利用裝置11。
89.其工藝為：
90.生物質、有機固廢等富碳材料與高溫蒸汽(800～1200℃)、煅燒出的cao反應，在氣化爐1中600～1000℃下反應生成富氫氣化氣，主要發生的反應為c
nhmop
+(2n-p)h2o+ncao＝ncaco3+(m/2+2n-p)h2，cao吸收氣化反應產生的co2，轉化成caco3，輸送至制漿槽7制漿，形成caco3漿液，將caco3漿液送至脫硫塔2參與脫硫反應caco3+0.5o2+so2+2h2o＝caso4·
2h2o+co2，caco3轉化為脫硫石膏caso4·
2h2o存在。
91.其中，高溫蒸汽由水/蒸汽源經過轉化的caco3余熱進行預熱，然后經過蓄熱式換熱裝置6進一步加熱形成。
92.脫硫塔2排出的脫硫石膏經過過濾機8過濾除水，并將脫除的水進行凈化再利用。生產的富氫氣化氣一部分送往還原煅燒爐3參與過濾后的脫硫石膏煅燒還原反應，另一部分輸送至提氫裝置10，進行變壓吸附提氫處理，將富氫氣化氣中少量的co2/co/h2o脫除，制備高純度h2氣，同時副產提氫廢氣，提氫廢氣作為燃燒器5的燃料為蓄熱式換熱裝置6提供
能量。完成煅燒還原反應，生成cao用于輸送至氣化爐1進行氣化反應，同時副產高濃度so2，主要發生的反應有caso4+h2＝cao+so2+h2o，caso4+co＝cao+so2+co2。該反應過程的溫度約為800～1100℃。此時排氣溫度與碳熱還原so2制備硫磺工藝的最佳溫度700-1100℃相吻合，可以通過硫資源化利用裝置11將so2制成硫磺，能夠顯著提高硫磺產品的轉化率。
93.另外，根據下游企業的需要，煅燒產生的高濃度so2還可向硫酸、液態so2等產品轉化，從而實現煙氣硫資源化回收利用。
94.以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，其特征是，將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應獲得富氫氣化氣和碳酸鈣，將獲得的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏，將獲得的脫硫石膏與一部分富氫氣化氣進行煅燒還原獲得煅燒cao和so2，另一部分富氫氣化氣和還原煅燒產生的so2作為產品；所述富碳材料為生物質和/或有機固廢。2.如權利要求1所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，其特征是，將獲得的碳酸鈣制成碳酸鈣漿液，然后與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏。3.如權利要求1所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，其特征是，氣化反應后的碳酸鈣對水和/或蒸汽進行預熱形成水蒸氣，采用預熱后的水蒸氣進行氣化反應。4.如權利要求1所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法，其特征是，將另一部分富氫氣化氣進行變壓吸附提氫處理獲得氫氣和提氫廢氣，將提氫廢氣作為燃料為蒸汽提供能量。5.一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，其特征是，所述系統用于實現權利要求1所述的方法，包括：氣化爐，用于將富碳材料、水蒸氣、煅燒cao共同進行氣化反應產生富氫氣化氣和碳酸鈣；脫硫塔，用于將來自氣化爐的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫產生脫硫石膏；還原煅燒爐，用于將來自脫硫塔的脫硫石膏在還原氣氛下進行煅燒還原產生煅燒cao和so2；還原煅燒爐中的還原氣氛由氣化爐內產生的富氫氣化氣形成；還原煅燒爐產生的煅燒cao輸送至氣化爐。6.如權利要求5所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，其特征是，包括預換熱裝置，氣化爐的固相出口連接預換熱裝置，預換熱裝置利用排出氣化爐碳酸鈣對水和/或蒸汽進行預熱，預換熱裝置的水蒸氣出口連接氣化爐的水蒸氣進口。7.如權利要求5所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，其特征是，包括制漿槽，用于將冷卻后的碳酸鈣制漿，制漿槽的漿液出口連接脫硫塔的漿液進口。8.如權利要求5所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，其特征是，包括過濾機，脫硫塔的脫硫石膏出口連接過濾機的進口，過濾機的固相出口連接還原煅燒爐的脫硫石膏進口。9.如權利要求5所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統，其特征是，包括提氫裝置，能夠對富氫氣化氣進行變壓吸附提氫處理產生氫氣和提氫廢氣。10.一種權利要求1～4任一所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法或權利要求5～9任一所述的鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的系統在制備氫氣、硫磺和/或硫酸中的應用。
技術總結
本發明屬于節能環保及資源循環利用技術領域，涉及有機固廢氣化技術，具體涉及一種鈣循環聯產硫、氫的富碳材料蒸汽氣化的方法與系統。其方法為：將富碳材料、水蒸氣、煅燒CaO共同進行氣化反應獲得富氫氣化氣和碳酸鈣，將獲得的碳酸鈣與含硫煙氣進行石灰石石膏濕法脫硫獲得脫硫石膏，將獲得的脫硫石膏與一部分富氫氣化氣進行煅燒還原獲得煅燒CaO和SO2，另一部分富氫氣化氣和還原煅燒產生的SO2作為產品；所述富碳材料為生物質和/或有機固廢。本發明以鈣作為流動介質進行循環，不僅避免石灰石的大量開采，而且能夠對有機固廢進行處理，還實現了硫資源的回收，并且副產氫氣。并且副產氫氣。并且副產氫氣。
