本技術(shù)屬于合成氣耐硫變換，具體涉及一種用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化、城市化和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，固體廢物的處理是世界上大多數(shù)國家都面臨的問題，處置不善會導(dǎo)致巨大的健康和環(huán)境負(fù)擔(dān)。不同類型的固廢可根據(jù)其來源分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生和市政廢棄物，同時(shí)，這些廢物富含有機(jī)物，具有很高的應(yīng)用潛力。由于化石燃料的枯竭及其對環(huán)境的負(fù)面影響，人們普遍需要清潔且價(jià)格合理的能源，這也推動了向可再生能源的轉(zhuǎn)變，從而提供可靠的具有成本效益和碳中性的能源。熱轉(zhuǎn)化技術(shù)可以將有機(jī)固廢轉(zhuǎn)化為具有資源特性的產(chǎn)品，還能安全有效地處置廢物。其中，氣化技術(shù)是在一定的氣氛下進(jìn)行的，一般為空氣、o2、co2、蒸汽等，可將有機(jī)固廢轉(zhuǎn)化為合成氣，已得到大量研究和工業(yè)應(yīng)用。隨著人們對清潔技術(shù)和可再生能源的興趣與日俱增，使氫成為一種前景廣闊的能源載體，氣化合成氣因此作為原料氣通過水煤氣變換反應(yīng)來制氫。

2、目前合成氣水煤氣變換反應(yīng)根據(jù)催化劑類別可主要分為鐵鉻系、銅基、鈷鉬系三大類催化工藝。廢物氣化產(chǎn)生的合成氣含有微量的硫，會導(dǎo)致催化劑迅速失活，在這種情況下，硫中毒是與水氣變換反應(yīng)的工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的主要問題之一，開發(fā)抗硫催化劑已成為一個(gè)相關(guān)問題。鈷鉬系催化劑是良好的抗硫?qū)挏刈儞Q催化劑，可用于含硫氣水氣變換反應(yīng)。然而，這些催化劑的活性取決于進(jìn)料中硫的濃度以及硫化源中硫的濃度。鈷鉬系催化劑只有處于硫化狀態(tài)才能保持較高的水氣變換活性。

3、然而，有機(jī)固廢的成分各不相同，氣化特性也大相徑庭?，F(xiàn)有技術(shù)主要集中在特定種類有機(jī)固廢的能源轉(zhuǎn)換潛力，不利于有機(jī)固廢的綜合處理轉(zhuǎn)化，也不能保證合成氣的硫濃度。同時(shí)，有機(jī)固廢氣化焦油含量高，需除焦凈化工藝導(dǎo)致額外的能耗和工藝成本。

4、由此看來，現(xiàn)有技術(shù)對于均一性較差的有機(jī)固廢合成氣的耐硫變換工藝、合成氣的不穩(wěn)定組成以及硫含量變化所導(dǎo)致的耐硫變換催化劑活性降低問題，一直是困擾有機(jī)固廢氣化制氫產(chǎn)業(yè)化放大的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本技術(shù)的目的在于提出一種用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法和系統(tǒng)。

2、在本技術(shù)的一個(gè)方面，本技術(shù)提出了一種用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，所述方法包括：

3、(1)對有機(jī)固廢進(jìn)行預(yù)處理；

4、(2)將所述有機(jī)固廢輸送至固定床氣化爐中，在氣化劑作用下進(jìn)行氣化反應(yīng)，得到含硫合成氣；

5、(3)將所述含硫合成氣依次循環(huán)通入第一耐硫變換反應(yīng)器和第二耐硫變換反應(yīng)器，進(jìn)行催化劑循環(huán)硫化，當(dāng)經(jīng)過催化劑循環(huán)硫化后的合成氣的硫含量穩(wěn)定時(shí)，催化劑循環(huán)硫化結(jié)束，所述第一耐硫變換反應(yīng)器和所述第二耐硫變換反應(yīng)器中分別設(shè)置有催化劑；

6、(4)采用高壓蒸汽抽引器抽引所述含硫合成氣并升壓得到原料氣，將所述原料氣依次輸送至所述第一耐硫變換反應(yīng)器和所述第二耐硫變換反應(yīng)器中，分別進(jìn)行變換反應(yīng)。

7、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法，第一，與傳統(tǒng)工藝相比，本技術(shù)方法更符合有機(jī)固廢合成氣的來源特性，且減少了焦油的形成并提高工藝效率，避免了合成氣冷卻凈化工段。第二，相比于常用耐硫變換工藝，本技術(shù)方法協(xié)同處置多種有機(jī)固廢生產(chǎn)硫含量穩(wěn)定的合成氣，利用含硫合成氣實(shí)現(xiàn)催化劑循環(huán)硫化，避免了額外的預(yù)硫化工藝和設(shè)備投資。第三，相比于多段低溫變換工藝，本技術(shù)方法直接高溫變換制氫，避免了多次升溫降溫的能量損耗，降低了制備熱空氣和水蒸汽的成本，熱量綜合利用效率高。

8、另外，根據(jù)本技術(shù)上述實(shí)施例的用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

9、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，在步驟(1)和步驟(2)之間還包括：(1-5)對預(yù)處理后的所述有機(jī)固廢進(jìn)行高壓熱成型，以制備得到均質(zhì)成型顆粒。

10、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述有機(jī)固廢包括第一有機(jī)固廢和第二有機(jī)固廢，所述第一有機(jī)固廢的硫含量低于所述第二有機(jī)固廢的硫含量；所述第一有機(jī)固廢包括農(nóng)林生物質(zhì)，所述第二有機(jī)固廢包括廢汽車輪胎、市政垃圾、工業(yè)固廢、污泥中的至少一種。

11、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述氣化劑中氧氣的體積含量為30％～50％；和/或，在步驟(2)中，所述含硫合成氣中的焦油含量低于500mg/m3；和/或，在步驟(2)中，所述含硫合成氣中的含硫量為300ppm～1300ppm；和/或，在步驟(2)中，所述含硫合成氣的溫度為450℃～650℃。

12、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述催化劑以al2o3-mgo-tio2為載體、以co-mo為活性組分、以ceo2為活性助劑；和/或，在步驟(3)中，所述第一耐硫變換反應(yīng)器和所述第二耐硫變換反應(yīng)器中的溫度分別為300℃～600℃。

13、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，以所述催化劑的總含量為100％，所述催化劑中的coo含量為2.0％～5.0％，所述催化劑中的moo3含量為5.0％～10.0％，所述催化劑中的mgo含量為10.0％～20.0％，所述催化劑中的al2o3含量為30.0％～40.0％，所述催化劑中的tio2含量為15.0％～20.0％，所述催化劑中的ceo2含量為10.0％～15.0％。

14、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述原料氣的汽氣比為1.0～2.0，壓力為4.0mpa～7.0mpa；和/或，在步驟(4)中，所述第一耐硫變換反應(yīng)器中的變換反應(yīng)的溫度為500℃～600℃，所述第二耐硫變換反應(yīng)器中的變換反應(yīng)的溫度為300℃～400℃。

15、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，上述方法還包括：(5)對步驟(4)中變換反應(yīng)得到的氣體進(jìn)行脫硫脫碳。

16、在本技術(shù)的第二個(gè)方面，本技術(shù)提出了一種實(shí)施以上實(shí)施例所述的用于有機(jī)固廢氣化合成氣的耐硫變換方法的系統(tǒng)。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，所述系統(tǒng)包括：

17、有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)；

18、高壓成型機(jī)，所述高壓成型機(jī)的進(jìn)料口與所述有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)的出料口相連；

19、固定床氣化爐，所述固定床氣化爐的進(jìn)料口與所述高壓成型機(jī)的出料口相連；

20、第一耐硫變換反應(yīng)器，所述第一耐硫變換反應(yīng)器的進(jìn)氣口和所述固定床氣化爐的出氣口相連通；

21、第二耐硫變換反應(yīng)器，所述第二耐硫變換反應(yīng)器的進(jìn)氣口和所述第一耐硫變換反應(yīng)器的出氣口相連通；

22、第一高壓蒸汽抽引器，所述第一高壓蒸汽抽引器設(shè)置在所述固定床氣化爐和所述第一耐硫變換反應(yīng)器之間；

23、第二高壓蒸汽抽引器，所述第二高壓蒸汽抽引器設(shè)置在所述第一耐硫變換反應(yīng)器和所述第二耐硫變換反應(yīng)器之間。

24、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的系統(tǒng)，可協(xié)同處置多種有機(jī)固廢生產(chǎn)硫含量穩(wěn)定的合成氣，利用含硫合成氣實(shí)現(xiàn)催化劑循環(huán)硫化，避免了額外的預(yù)硫化工藝和設(shè)備投資。同時(shí)，本技術(shù)系統(tǒng)可直接高溫變換制氫，避免了多次升溫降溫的能量損耗，降低了制備熱空氣和水蒸汽的成本，具有設(shè)計(jì)簡單、投資少的特點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。

25、另外，根據(jù)本技術(shù)上述實(shí)施例的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

26、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第一高壓蒸汽抽引器與所述第一耐硫變換反應(yīng)器之間、所述第二高壓蒸汽抽引器與所述第二耐硫變換反應(yīng)器之間、所述第一耐硫變換反應(yīng)器與所述第二耐硫變換反應(yīng)器之間分別設(shè)置有截止閥；和/或，上述系統(tǒng)還包括：脫硫脫碳塔，所述脫硫脫碳塔的進(jìn)氣口和所述第二耐硫變換反應(yīng)器的出氣口相連通。

27、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。