专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种钙载体循环H2‑CO‑C2H2多联产协同CO2捕集方法，将工业生产的电石渣浆进行超声‑除杂‑煅烧工艺后，作为钙基吸附剂重新用于煤气化并制制备高浓度氢气，煤气化反应后的固体混合物主要成分为CaCO3与未转化的焦炭，将其在O2气氛下煅烧炉后捕集CO2气体，生成的CaO部分继续用于煤气化制氢，另一部分作为电石原料炼制CaC2，同时得到富CO合成气，将其分别作为1）煤气化原料以提高氢气产量；2）燃烧以提供系统热量；3）经除杂等处理后，储存。生成的电石进一步与水反应得到C2H2气体与电石渣浆，如此往复。通过钙载体的废弃利用与再循环，实现了高纯度H2‑CO‑C2H2气体的多联产协同CO2气体捕集。

权利要求

1.一种钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1）采用超声-除杂-煅烧-筛分工艺对电石渣浆进行改性处理，将产物作为钙基吸附剂；

2）将废弃电石渣浆改性得到的钙基吸附剂用于煤气化制氢，参与反应后的钙基吸附剂与焦炭，在O₂与富CO合成气存在条件下，分别进行煅烧再生与燃烧，得到再生的钙基吸附剂，同时捕集CO₂气体；

3）所述再生的钙基吸附剂，部分送入气化炉，在CO与水蒸气条件下，继续完成煤气化制氢，将另一部分钙基吸附剂作为电石制备原料送入氧热法高炉中，得到电石，同时得到富CO合成气；

4）将电石与水反应生成C₂H₂气体与副产物电石渣浆，将所述步骤3）得到的富CO合成气分为三股，一部分用于气化炉中的煤气化制氢，一部分用于煅烧炉中燃烧以提供热量，一部分经过净化除尘得到高纯的CO气体。

2.根据权利要求1所述的钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，其特征在于：所述步骤2）中的CO合成气为氧热法高炉中制备电石的副产物，浓度90%以上。

3.根据权利要求1所述的钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，其特征在于：所述步骤2）中的发生的吸附剂煅烧与焦炭燃烧，产物均为CO₂气体。

4.根据权利要求1、2或3所述的钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，其特征在于：所述步骤3）中的CO合成气为氧热法高炉中制备电石的副产物，浓度90%以上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于高炉氧热制备电石与循环流化床钙基制氢联合运行系统，属于燃烧化工技术领域。

背景技术

电石作为有机合成工业的重要原料，长期以来一直采用固定床电弧法，原料损失严重反应速率低等工业不甚完善。近年来，随着高炉氧热法制备电石的提出，实现了一炉三使用，既高炉富氧氧热法熔炼CaC₂、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉完成煤气化，并综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC₂和硅铁。但氧热法制备电石过程从反应物到生成物均存在杂质，生成的碳化钙中含有杂质硅铁需较为复杂的提纯工艺。

氢能以其清洁、高效、热值高与利用形式多样等诸多优点，引起人们更多的关注。采用钙基煤气化技术可实现高纯度氢气制备，且氧化钙作为钙基吸附剂来源广泛，价格低廉，是高温吸附剂的首选。在反应过程中吸附并捕集CO₂气体，促进反应的正向移动进而得到高纯度的氢气。然而钙基吸附剂本身也存在一定问题，其机械性能与循环稳定性较差，经过多次循环后，对CO₂气体的吸附效率会有明显下降，氧化钙本身也会产生一定的烧结和磨损，从而需要在煤气化过程中持续添加新料。

因此，提出一种合理、可行的方案，解决上述问题是至关重要的。

发明内容

技术问题：本发提供了一种钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，通过钙载体不断循环转换，实现煤的综合提取与利用，在致力于解决钙基吸附剂多次循环后吸附效率下降问题，避免钙基吸附剂资源的浪生产高品质H₂、CO、C₂H₂的同时捕集整个系统的CO₂气体，实现资源高效利用、持续利用与重复利用。

技术方案：本发明的钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集方法，包括如下步骤：

1）采用超声-除杂-煅烧-筛分工艺对电石渣浆进行改性处理，将产物作为钙基吸附剂；

2）将废弃电石渣浆改性得到的钙基吸附剂用于煤气化制氢，参与反应后的钙基吸附剂与焦炭，在O₂与富CO合成气存在条件下，分别进行煅烧再生与燃烧，得到再生的钙基吸附剂，同时捕集CO₂气体；

3）所述再生的钙基吸附剂，部分送入气化炉，在CO与水蒸气条件下，继续完成煤气化制氢，将另一部分钙基吸附剂作为电石制备原料送入氧热法高炉中，得到电石，同时得到富CO合成气；

4）将电石与水反应生成C₂H₂气体与副产物电石渣浆，将所述步骤3）得到的富CO合成气分为三股，一部分用于气化炉中的煤气化制氢，一部分用于煅烧炉中燃烧以提供热量，一部分经过净化除尘得到高纯的CO气体。

进一步的，本发明方法中，所述步骤2）中的CO合成气为氧热法高炉中制备电石的副产物，浓度90%以上。

进一步的，本发明方法中，所述步骤2）中的发生的吸附剂煅烧与焦炭燃烧，产物均为CO₂气体。

进一步的，本发明方法中，所述步骤3）中的CO合成气为氧热法高炉中制备电石的副产物，浓度90%以上。

本发明通过钙载体与电石渣浆两种废弃资源的回收再利用，实现了煤转化为H₂-CO-C₂H₂气体的多联产，为煤化工开创了一条新途径，使煤炭成为清洁能源。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）解决了废弃电石渣浆的工业排放与处理问题，电石渣浆中含有大量的Ca(OH)₂，提出采用超声法对含水量较多的电石渣浆除水，进而除去干燥后电石渣的杂志成分，经过煅烧与筛分后，可得到CaO固体，将其用于煤气化过程中的钙基吸附剂，在水蒸气存在条件下，可得到高纯度氢气；

2）解决了钙基吸附剂多次循环后吸附效率大大降低的问题，提出将多次反应后的钙基吸附剂（煅烧后的吸附剂，主要成分为CaO）部分送入高炉中，作为电石制备的原料。吸附剂减少的部分由新鲜的碳酸钙补充，成功解决钙基吸附剂效率降低的问题；

3）传统技术中，采用CaCO₃作为原料进行电石制备，高温下CaCO₃分解后产生较多的CO₂气体，降低了高炉中产气的品质，使得气体中CO浓度大幅度降低。将原%料改为CaO后，可制备得到更高纯度的CO气体，理论浓度可达95%；

4）将富CO合成气通入气化炉，CO气体在气化炉中发生水汽变换，生成H₂与CO₂气体，产生的CO₂气体又被电石渣改性的吸附剂吸收，因此可提高系统的H₂产量；

5）从高炉中产生的富CO合成气，一部分通入煅烧炉中在O₂中燃烧。气化炉中未反应的焦炭同样在O₂中燃烧，从而为反应器提供充足的热量。其产物与碳酸钙煅烧后的产物相同，均为CO₂气体，因此，可以在保证系统热量平衡条件下，在煅烧炉中捕集系统产生的所有CO₂气体。

6）高炉中富CO合成气中同样含有较多的有害气体COS，将其通入气化炉中后，气化炉中的CaO刚好与COS反应，降低有害气体排放。

附图说明

图1 钙载体循环H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集流程框图。

图2 钙载体循环转换示意图。

图3 典型反应器下钙载体循环示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，为钙载体循环实现H₂-CO-C₂H₂多联产协同CO₂捕集流程框图。采用工业废弃的电石渣浆，经过超声-除杂提取其中的氢氧化钙，再经过煅烧-筛分，得到钙基吸附剂，用于气化炉的煤气化制高纯度氢气。经过煅烧炉后，又将生成的碳酸钙煅烧分解为CaO，同时释放出CO₂气体。再生后的钙基吸附剂（CaO）部分返回气化炉用于煤气化，另一部分作为氧热法高炉原料制备电石。氧热法高炉得到电石，同时产生副产物富CO合成气，分为三部分利用：一部分用于气化炉CO与水蒸气重整，以提高氢气产量；一部分用于煅烧炉的燃烧以提供反应的热量；剩余部分经过除尘进行储存。氧热法高炉得到的电石与水反应得到用于有机合成的C₂H₂气体如此往复。图3所示为典型反应器下钙载体循环实例图，采用双联流化床实现钙基吸附剂的CaO与CaCO₃转换，经过氧热法高炉后，由CaO转换为CaC₂，生成的电石与水反应后又得到Ca(OH)₂，经过系列处理后又得到钙基吸附剂。基于以上讨论可知，该方法通过钙载体循环的形式，完成了煤转化为高品质H₂、CO等燃料气与有机合成气C₂H₂，实现了钙载体的废弃利用、循环利用与高效利用。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

一种钙载体循环H2-CO-C2H2多联产协同CO2捕集方法专利购买费用说明

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1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

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