固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统及方法与流程

本发明是关于回收利用固体废物和捕集二氧化碳生产绿色材料，特别是关于一种固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统及方法。

背景技术：

1、利用洁净能源如太阳能、风能、潮汐能及固体废物(垃圾)废热等开发生产的新能源材料。固体废物包括城市固体废物(municipal solid waste,msw)、废塑料、生物质等废料回收与碳捕集回收利用的二氧化碳(carbon capture&utilization,ccu)生产合成气，可用于生产绿色或蓝色甲醇,通过mto(methanol to olefin)技术生产低碳烯烃，另外合成气也可以用于生产低碳运输燃料，包括可持续航空煤油(saf)，满足长期碳中和的目标，且提高了能源利用效率。催化重整是现有二氧化碳捕集回收利用主要技术之一，现有技术需要添加天然气为辅助原料和燃料(天然气燃烧加热提供反应热)，实际增加了化石燃料的消耗，增加了排碳对碳平衡产生负面的作用。

2、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统及方法，其低碳环保，工业化生产合成气用于生产saf供市场需求，满足航空行业长期碳中和的目标，且提高了能源利用效率。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统，包括：提升管反应器、反应沉降器、第一换热器、固体废物气化干气燃烧机构、固体废物气化反应机构以及第一冷凝罐。所述提升管反应器内有催化剂，且所述提升管反应器用于重整固体废物气化产生的部分干气和回收的二氧化碳的化学反应，得到反应后催化剂和第一混合气。所述反应沉降器与所述提升管反应器相连接，且所述反应沉降器用于汽提清理所述反应后催化剂的表面积炭，得到催化剂和第二混合气。所述第一换热器与所述提升管反应器相连接。所述固体废物气化干气燃烧机构分别与所述提升管反应器、所述反应沉降器和所述第一换热器相连接，所述固体废物气化干气燃烧机构用于向所述提升管反应器提供热液，且所述固体废物气化干气燃烧机构还用于分别向所述第一换热器和所述反应沉降器提供第一气体和第二气体，所述第二气体用于对所述反应后催化剂进行汽提清理。所述固体废物气化反应机构分别与所述固体废物气化干气燃烧机构和所述提升管反应器相连接，所述固体废物气化反应机构用于向所述提升管反应器提供第三气体，且所述固体废物气化反应机构还用于向所述固体废物气化干气燃烧机构提供第四气体；以及所述第一冷凝罐的一端与所述第一换热器相连接，所述冷凝罐的另一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述冷凝罐用于接收所述第一混合气和所述第二混合气，生成合成气。

3、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括：第一空冷器以及供气机构。所述第一空冷器的一端与所述第一换热器相连接，且所述第一空冷器的另一端与所述第一冷凝罐相连接。以及所述供气机构与所述第一换热器相连接，且所述供气机构用于通过所述第一换热器向所述提升管反应器提供第五气体。

4、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括第一气固分离器、第二气固分离器以及第二管路。所述第一气固分离器的第一端通过第一管路与所述提升管反应器的上部相连接，且所述第一气固分离器的第二端与所述反应沉降器相连接。所述第二气固分离器的第一端与所述第一气固分离器的第三端相连接，且所述第二气固分离器的第二端与所述反应沉降器相连接。以及所述第二管路的一端与所述第二气固分离器的第三端相连接，且所述第二管路的另一端与所述换热器相连接。

5、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路、第八管路、第九管路、第十管路、第十一管路以及第一凝结水泵。所述第三管路的一端与所述第一换热器相连接。所述第四管路的一端与所述第一换热器相连接，且所述第四管路的另一端与所述提升管反应器的底部相连接。所述第五管路的一端与所述反应沉降器的底部相连接，且所述第五管路的另一端与所述提升管反应器的下部相连接。所述第六管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第六管路的另一端与所述反应沉降器的下部相连接。所述第七管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第七管路的另一端与所述提升管反应器的下部相连接。所述第八管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第八管路的另一端与所述提升管反应器的上部相连接。所述第九管路的一端与所述第一换热器相连接，且所述第九管路的另一端与所述第一空冷器相连接。所述第十管路的一端与所述第一空冷器相连接，且所述第十管路的另一端与所述第一冷凝罐相连接。所述第十一管路的一端与所述第一冷凝罐相连接，且所述第十一管路的另一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接。以及所述第一凝结水泵设置于所述第十一管路上。

6、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括：第十二管路、第十三管路以及第十四管路。所述第十二管路的一端与所述供气机构相连接，且所述第十二管路的另一端与所述第三管路的另一端相连接。所述第十三管路的一端与所述固体废物气化反应机构相连接，且所述第十三管路的另一端与所述第三管路的另一端相连接。以及所述第十四管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第十四管路的另一端与所述第三管路的另一端相连接。

7、在本发明的一实施方式中，所述固体废物气化反应机构包括：固体废料气化反应器、第十五管路、第十六管路、第十七管路、第二换热器、第十八管路、脱hcl单元、第二空冷器、第二冷凝罐、干燥单元、分离单元以及第二凝结水泵。所述固体废料气化反应器的顶部开设有进料口，所述进料口用于供固体废料进入，且所述固体废料气化反应器内有流化催化剂。所述第十五管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第十五管路的另一端与所述固体废料气化反应器的下部相连接。所述第十六管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第十六管路的另一端与所述固体废料气化反应器的上部相连接。所述第十七管路的一端与所述固体废物气化干气燃烧机构相连接，且所述第十七管路的另一端与所述固体废料气化反应器的底部相连接。所述第十八管路的一端与所述固体废料气化反应器相连接，且所述第十八管路的另一端与所述第二换热器相连接。所述脱hcl的一端通过第十九管路与所述第二换热器相连接。所述第二空冷器的一端通过第二十管路与所述脱hcl单元的另一端相连接。所述第二冷凝罐的一端通过第二十一管路与所述第二空冷器相连接。所述干燥单元的一端通过第二十二管路与所述第二冷凝罐相连接。所述分离单元的一端通过第二十三管路与所述干燥单元相连接。以及所述第二凝结水泵的一端通过第二十四管路与所述第二冷凝罐相连接，且所述第二凝结水泵的另一端通过第二十五管路与所述第二换热器相连接。

8、在本发明的一实施方式中，所述固体废物气化干气燃烧机构包括：干气燃烧炉、空压机、第二十七管路、第二十八管路以及供气单元。所述干气燃烧炉内有熔盐。所述空压机通过第二十六管路与所述干气燃烧炉相连接，且所述空压机用于向所述干气燃烧炉内提供空气。所述第二十七管路的一端与所述分离单元相连接，所述第二十七管路的另一端与所述干气燃烧炉相连接，从而使所述分离单元向所述干气燃烧炉提供所述第四气体。所述第二十八管路的一端与所述干气燃烧炉相连接，所述第二十八管路的另一端与所述第二换热器相连接，从而使所述第二冷凝罐通过所述冷凝水泵和所述第二换热器向所述干气燃烧炉提供水蒸汽。以及所述供气单元通过第二十九管路与所述第二十七管路相连接，且所述供气单元用于向所述干气燃烧炉提供干气。其中，所述第十一管路的所述另一端是与所述第二十八管路相连接，从而使所述第一冷凝罐通过所述第一凝结水泵向所述干气燃烧炉提供凝结水。

9、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括：控制机构、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四流量控制阀、第一电子阀门以及第二电子阀门。所述第一流量控制阀设置于所述第十二管路上，且所述第一流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第二流量控制阀设置于所述第十三管路上，且所述第二流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第三流量控制阀设置于所述第十四管路上，且所述第三流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第四流量控制阀设置于所述第六管路上，且所述第四流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第一电子阀门设置于所述第七管路上，且所述第一电子阀门与所述控制机构电性连接。以及所述第二电子阀门设置于所述第八管路上，且所述第二电子阀门与所述控制机构电性连接。

10、在本发明的一实施方式中，所述固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统还包括：第五流量控制阀、第六流量控制阀、第七流量控制阀、第三电子阀门以及第四电子阀门。所述第五流量控制阀设置于所述第二十六管路上，且所述第五流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第六流量控制阀设置于所述第二十七管路上，且所述第六流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第七流量控制阀设置于所述第十七管路上，且所述第七流量控制阀与所述控制机构电性连接。所述第三电子阀门设置于所述第十五管路上，且所述第三电子阀门与所述控制机构电性连接。以及所述第四电子阀门设置于所述第十六管路上，且所述第四电子阀门与所述控制机构电性连接。

11、第二方面，本发明提供了一种固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的方法，基于上述的固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统，所述方法包括：

12、向提升管反应器内加入水蒸汽、二氧化碳和干气，对所述提升管反应器内的催化剂进行流化；

13、通过固体废物气化干气燃烧机构向所述提升管反应器提供热液进行供热，从而使流化后的催化剂与所述预设气体进行化学反应，得到反应后催化剂和第一混合气；

14、将所述反应后催化剂输送至反应沉降器内，并向所述反应沉降器内加入汽提蒸汽，从而汽提清理所述反应后催化剂表面的积炭，得到催化剂和第二混合气；

15、将所述反应沉降器内的所述催化剂输送至所述提升管反应器内；

16、将所述第一混合气和所述第二混合气进行混合，并输送至冷凝罐，生成合成气；

17、其中，所述二氧化碳是由固体废物气化反应机构所提供，且所述水蒸汽和汽提蒸汽是由所述固体废物气化干气燃烧机构所提供。

18、与现有技术相比，根据本发明的固体废物回收利用催化流化反应生产合成气的系统及方法，其低碳环保，回收温室气体工业化生产合成气用于生产甲醇或saf供市场需求，满足长期碳中和的目标，且提高了能源利用效率。