碳转换器、其操作方法与用于产生CO或合成气体的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供碳转换器、其操作方法与用于产生CO或合成气体的装置。碳转换器包括：用于包括第一气体及含碳粒子的雾剂的至少一个雾剂转换器入口；用于第二气体的至少一个转换器气体入口；至少两个转换器出口；及至少两个转换器腔室，其各自包括用以自雾剂过滤含碳粒子的至少一个过滤器。C转换器还包括至少一个改向器件，其用以交替地将至少两个转换器腔室的一小部分与a)至少一个雾剂转换器入口或b)至少一个转换器气体入口连接；及至少一个排放器件，其用以交替地将至少两个转换器腔室的一小部分与转换器出口中的至少一个连接或断开所述连接。C转换器允许实现长期且无中断的操作周期，且其中引入至转换器中的材料可得到完全转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及C转换器(碳转换器，carbonconverter)、并有C转换器的装置及其使用方法。DE102012008933揭示用于制造一氧化碳的方法及装置，其中一氧化碳是在850℃以上的温度下在有碳参与的情况下自二氧化碳制造。此外，DE102012010542揭示用于制造合成气体的方法及装置。在上文所提及的两个现有技术方法中，将含碳的热粒子流引入至碳转换器中。在此等现有技术方法中，碳转换器中的转换可能不完全。此外，热损失可能发生，其影响此等已知方法的成本效益。在已知方法及装置中，粒子可能沉积在转换器中，此可导致操作的中断。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为提供碳转换器及操作所述碳转换器的方法，其可克服以上问题中的至少一个，详言之允许实现长期且无中断的操作周期，且其中引入至转换器中的材料可得到完全转换。此问题是通过一种C转换器来解决，所述C转换器包括：用于包括第一气体及含碳粒子的雾剂(aerosol)的至少一个雾剂转换器入口；此外，用于第二气体的至少一个转换器气体入口；至少两个转换器出口；及至少两个转换器腔室，其各自包括用以自所述雾剂过滤含碳粒子的至少一个过滤器。所述C转换器还包括至少一个改向器件，其用以交替地将所述至少两个转换器腔室的一小部分与a)至少一个雾剂转换器入口或b)至少一个转换器气体入口连接；及至少一个排放器件，其用以交替地将所述至少两个转换器腔室的一小部分与所述转换器出口中的至少一个连接或断开所述连接。所述C转换器能够不中断地转换含有粒子的雾剂，且可能达成供应至转换器中的材料的高转换程度。所述雾剂较佳由碳及氢气组成。因此，无残余材料剩余，且所供应材料得到完全转换。详言之，雾剂可被引入至所述C转换器中，其中所述雾剂是在以等离子体或以热能操作的碳氢化合物转换器中制造。在所述C转换器的一个实施例中，第二气体为诸如来自工厂、详言之来自电厂或高炉的含有CO2的废气。因此，对气候有害的CO2可在所述C转换器内转换成是化学基本材料的一氧化碳。在C转换器的另一实施例中，所述第二气体为H2O蒸汽(水蒸汽)。因此，所述雾剂可在所述C转换器内转换成CO/H2气体混合物，其中CO/H2气体混合物被称为合成气体且充当化学基本材料。较佳地，所述过滤器为耐热网状过滤器或陶瓷过滤器，这是因为在C转换器中普遍具有高温以便达成含碳粒子的快速且完全的转换。较佳地，所述C转换器的所述转换器腔室包括作为过滤器的多孔陶瓷基底及陶瓷壳。因此，可达成所述转换器腔室的简单构造，且可确保长的使用寿命。较佳地，所述转换器腔室被并排配置，以获得自一个转换器腔室至邻近转换器腔室的传热。在操作期间，热雾剂被交替地供应至所述转换器腔室中，且一旦所述转换器腔室被用含碳粒子填充至预定粒子填充程度，便通过在高温下将所述第二气体供应至所述转换器腔室而使其再生。邻近转换器腔室之间的传热阻止在再生周期期间发生的高热损失。可避免使用额外加热器，或至少可实施较小的额外加热器。较佳地，所述转换器腔室是管状的，且并排平行地延伸成管束。管状形状可具有圆柱形、三角形、正方形或六边形横截面。因此，所述转换器腔室可适应于周围结构，所述周围结构也可加热所述转换器腔室，详言之，在所述C转换器与以等离子体或以热能操作的碳氢化合物转换器组合地操作的情况下。在C转换器的一个实施例中，间隙形成于所述转换器腔室之间，且所述间隙与入口及出口连接，此允许流体通过所述间隙。若引导所述第二气体通过所述间隙进入至所述转换器腔室中，则所述第二气体可被预热，此有助于C转换器的操作期间的能量节省。若所述第二气体为水蒸汽，则可通过在操作期间将液态水注入至所述间隙中来制造水蒸汽。由于所述转换器腔室具有摄氏几百度的温度，故液态水将汽化。在较佳实施例中，所述改向器件包括至少一个雾剂改向器件及至少一个气体改向器件。所述雾剂改向器件较佳包括滑阀(slidevalve)或瓣阀(flapvalve)。因此，避免或至少减少了粒子在操作期间的沉积。在一个实施例中，所述转换器腔室中的每一个包括至少一个转换器腔室入口，其中至少两个转换器腔室的转换器腔室入口的至少一小部分位于圆圈上。至少一个改向器件包括可旋转改向元件。因此，所述雾剂转换器入口可经由所述可旋转改向元件而连接至至少一个转换器腔室入口。因此，雾剂可被快速地改向，且可确保C转换器的连续操作。在较佳实施例中，所述转换器腔室中的每一个包括至少一个转换器腔室出口，其中每一转换器腔室的所述排放器件包括具有用于每一转换器腔室的至少一个阀的阀总成，其中所述阀总成用以交替地将所述至少两个转换器腔室出口中的至少一个a)与所述第一C转换器出口或b)与所述第二转换器出口连接，或c)断开转换器腔室出口与所述第一及第二转换器出口。通过使用气体阀，可使用可购得的零件，此降低C转换器的成本。上文提及的问题也通过用于制造CO或合成气体的装置来解决，所述装置包括：以等离子体或以热能操作的至少一个碳氢化合物转换器，所述碳氢化合物转换器具有外部壳体且用以将含有碳氢化合物的流体分解成碳及氢气；及至少一个C转换器。所述C转换器设置为邻近于所述碳氢化合物转换器的所述外部壳体，以便利于自所述碳氢化合物转换器至所述C转换器的传热。在所述装置的操作期间，热雾剂及所述第二气体被交替地引导至所述C转换器的腔室，且所述C转换器在高温下将含碳粒子转换成CO或合成气体。所述C转换器与所述碳氢化合物转换器的所述外部壳体之间的传热确保了可避免使用额外加热器或至少额外加热器的尺寸可减小。较佳地，所述装置的至少一个C转换器是根据上文提及的实施例来实施。所述装置的较佳实施例包括多个邻近的碳氢化合物转换器，其中至少一个间隙形成于所述碳氢化合物转换器之间，且其中至少一个C转换器的一或多个转换器腔室设置于所述至少一个间隙中。因此，归因于紧密堆积(closepacking)，可达成所述装置的操作期间的良好能量利用及小安装空间。在所述装置的一个实施例中，所述C转换器部分地或完全地围绕所述碳氢化合物转换器的周边。较佳地，所述C转换器以同心方式(concentrically)围绕所述碳氢化合物转换器的所述外部壳体。因此，可实现所述装置的特别紧密构造，其具有操作期间的良好能量利用。在所述装置的一个实施例中，流体管道设置于所述碳氢化合物转换器的所述外部壳体上或其中。因此，可为所述碳氢化合物转换器提供冷却特征，和/或可将流体预热。较佳地，所述碳氢化合物转换器的外部壳体在面对邻近的C转换器的区域中没有流体管道。因此，可达...

【技术保护点】
一种碳转换器(1)，包括：至少一雾剂转换器入口(3)，用于包括第一气体及含碳粒子的雾剂；至少一转换器气体入口(5)，用于第二气体；至少两个转换器出口(7、9)；至少两个转换器腔室(10)，各自包括至少一过滤器(13)，所述至少一过滤器(13)用以自所述雾剂过滤所述含碳粒子；至少一改向器件(16、17)，用以交替地将所述至少两个转换器腔室(10)的一小部分a)与所述至少一雾剂转换器入口(3)连接或b)与所述至少一转换器气体入口(5)连接；至少一排放器件(18)，用以交替地将所述至少两个转换器腔室(10)的一小部分与所述转换器出口(7、9)中的至少一个连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.12 DE 102013013443.91.一种碳转换器(1)，包括：
至少一雾剂转换器入口(3)，用于包括第一气体及含碳粒子的雾剂；
至少一转换器气体入口(5)，用于第二气体；
至少两个转换器出口(7、9)；
至少两个转换器腔室(10)，各自包括至少一过滤器(13)，所述至少一过滤器(13)
用以自所述雾剂过滤所述含碳粒子；
至少一改向器件(16、17)，用以交替地将所述至少两个转换器腔室(10)的一小部分
a)与所述至少一雾剂转换器入口(3)连接或
b)与所述至少一转换器气体入口(5)连接；
至少一排放器件(18)，用以交替地将所述至少两个转换器腔室(10)的一小部分与所
述转换器出口(7、9)中的至少一个连接。
2.根据权利要求1所述的碳转换器(1)，其中所述雾剂是由碳及氢气组成。
3.根据权利要求1或2所述的碳转换器(1)，其中所述第二气体为含CO2的废气。
4.根据权利要求1或2所述的碳转换器(1)，其中所述第二气体为水蒸汽。
5.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述过滤器(13)为耐热网
状过滤器或陶瓷过滤器。
6.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述转换器腔室(10)包括
作为所述过滤器(13)的多孔陶瓷基底及陶瓷壳。
7.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述转换器腔室(10)并排
地配置，以利于自一个所述转换器腔室(10a)至邻近的所述转换器腔室(10b)的传热。
8.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述转换器腔室(10)是管
状形状、平行地延伸且并排地配置成管束，且其中所述管状形状具有圆柱形、三角形、矩形
或六边形横截面。
9.根据权利要求7或8所述的碳转换器(1)，其中间隙(47)形成于所述转换器腔室(10)
之间，且其中所述间隙(47)与允许流体通过所述间隙(47)的入口及出口连接。
10.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述改向器件(16、17)
包括至少一雾剂改向器件(16)及至少一气体改向器件(17)。
11.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述转换器腔室(10)中
的每一个包括至少一转换器腔室入口(11、12)，其中所述至少两个转换器腔室(10)的所
述转换器腔室入口(11)的至少一小部分位于圆圈(27)上，且其中所述至少一改向器件(16、
17)包括可旋转改向元件(23)，所述可旋转改向元件(23)用以将所述雾剂转换器入口与
位于所述圆圈(27)上的所述转换器腔室入口(11)中的至少一个连接。
12.根据前述各权利要求中任一项所述的碳转换器(1)，其中所述转换器腔室(10)中
的每一个包括至少一转换器腔室出口(14、15)，其中所述排放器件(18)包括阀总成，所
述阀总成具有用于每一所述转换器腔室(10)的至少一阀(43、45)，其中所述阀总成用以
交替地将所述转换器腔室出口(14、15)中的至少一个与
a)所述第一转换器出口(7)连接或
b)与所述第二转换器出口(9)连接。
13.一种用于产生CO或合成气体的装置(58)，包括：
以等离子体或以热能操作的至少一碳氢化合物转换器，所述碳氢化合物转换器(60)具
有外部壳体(62)且用以将含碳氢化合物的流体分解成碳及氢气；以及
至少一碳转换器(1、1′、59)；
其中所述碳转换器(1、1′、59)设置为邻近于所述碳氢化合物转换器(60)的所述外部
壳体(62)，以便利于自所述碳氢化合物转换器(60)至所述碳转换器(1、1′、59)的传热。
14.根据权利要求13所述的用于产生CO或合成气体的装置(58)，其中所述至少一碳
转换器(1、1′)是如权利要求1至12中任一项所述的类型。
15.根据权利要求13或14所述的用于产生CO或合成气体的装置(58)，包括并排地配
置的多个所述碳氢化合物转换器(60)，其中至少一间隙(47)形成于所述碳氢化合物转换
器之间，其中所述至少一碳转换器(1、1′、59)的一或多个转换器腔室设置于所述至少一间
隙(47)中。
16.根据权利要求13或14所述的用于产生CO或合成气体的装置(58)，其中所述碳转
换器(1、1′、59)沿着所述碳氢化合物转换器(60)的周边部分地或完全地围绕所述碳氢化
合物转换器。
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧拉芙·库尔，
申请(专利权)人：CCP技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE