气化和转化载碳体制造技术

本发明专利技术是关于生产成分主要为Ｈ－［２］＋ＣＯ的煤气的方法和装置，其中Ｈ－［２］Ｏ＋ＣＯ－［２］的含量低于１０％，同时还可以提高上述产品中氢气的含量，使高于燃料中的百分含量．以喷射方式将氧化剂和燃料加入到反应式（２）中，同时用至少一个等离子发生器（５）供给外部能量，反应性载碳体通过喷嘴（１５，１６，１７）喷射到气体混合物中．为了使Ｈ－［２］Ｏ和ＣＯ－［２］碳化，让此混合气在设备内停留足够的时间，保证碳化完全，这样Ｈ－［２］Ｏ和ＣＯ－［２］在煤气中的残存量就能低到所要求的指标．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术的内容是关于气化化石燃料和重整气体燃料的方法和装置，以制造主要成份为CO+H2的煤气，其中H2O+CO2含量少于10%;同时，本专利技术还能够使上述含碳燃料组成的气体产品中提高氢气含量。含一氧化碳和氢气为基础的还原气体或燃烧气的发生，当前可以用完全不同原理的数种工艺过程来实现，然而它们都各有某些弊端。对这些方法一般地讲，所需的能量是通过将起始含碳物料同氧化剂一起喷射到炉内空间燃烧来提供。在生产过程中为了需要热量，总得有一定份额的CO和H2燃烧掉并产生CO2和H2O，因此，此种煤气中的二氧化碳和水的含量往往比所希望的要高。已为熟知的某些碳化工艺过程之后，必须有一个分离过程将煤气中过多的水和二氧化碳成分除去，为此必须先冷却接着再加热煤气。在另外一些工艺过程中，采用的温度较低以致生成焦油和酚。这就意味着必须在去分离工序前先得洗涤接着再加热才行。为此，本专利技术的一个目的是提供气化化石燃料和转化气体燃料的方法。用此法生产的煤气中H2O+CO2的含量能减少到0%。本专利技术还有一个目的是提供一种实现本专利技术方法的装置。此种装置还适用于高压下气化。上述要求的目的可以通过本专利技术采用的方法来达到，其中包括将氧化剂和碳载体喷射到一反应室中，这时通过等离子发生器加热气体来供给外部能量，喷射精细分碎的反应性载体碳到该反应室中起到使存在的H2O和CO2碳化的作用，然后让此种煤气在设备中有足够的停留时间，保证碳化作用能使H2O和CO2在煤气中达到所要求的剩余含量。本专利技术的工艺过程比起以前所知的方法有某些优点，由于采用了等离子发生器提供外部能量生产的煤气，其CO2+H2O的含量较低，大约占15%，并且气体自身热量也高，它可以利用自身高温来进行紧接着在后面的碳化作用步骤，进一步减少CO2+H2O的含量。原则上CO2+H2O含量可以达到0%，在实际中指标往往选择为2-8%。喷射精细分碎反应性载碳体的工艺操作可以采取高压，相反的，当工艺过程中采用块状焦炭经气封闸加料到炉腔中时，压力限止在约3巴。按照本专利技术适宜的实施方案，喷射氧化剂的途径可以是全部或者是部份地通过等离子发生器。按照本专利技术的又一个适宜的实施方案，气体在等离子发生器中加热到2000-3000℃。按照本专利技术的又一个适宜的实施方案，再循环气的喷射是通过等离子发生器，而氧化剂经由装在等离子发生器的通气口处的喷咀喷入。按照本专利技术的又一个适宜的实施方案，纯氧用作为氧化剂。按照本专利技术的又一个适宜的实施方案，O2，H2O和/或CO2，还可以外加少量N2的混合气用作氧化剂。按照本专利技术的又一个适宜的实施方案，煤、泥煤/或油性化石燃料，可以混合水，这时候H2O作为部份的氧化剂。按照本专利技术的又一个合适的实施方案，气体燃料主要是CH4。按照本专利技术又一个合适的实施方案，含碳燃料的喷射紧靠在等离子发生器的通气口处。按照本专利技术又一个合适的实施方案，以泥煤或者油性含碳燃料的喷射是通过喷咀喷入。该喷咀装在紧接在等离子发生器通气口的附近。按照本专利技术又一个合适的实施方案，干性物料和气体作为含碳燃料时是通过一个或多个喷咀/或者通过一环形缝隙喷射进去，喷咀或环形缝隙按装在等离子发生器的通气口的周围。按照本专利技术又一个合适的实施方案，反应性载碳体经由一个或多个喷咀喷入，反应性载碳体最好用焦炭。按照本专利技术又一个合适的实施方案，大部分废渣是以液体状态排放。按照本专利技术又一个合适的实施方案，产生的煤气要进行热交换或冷却。按照本专利技术又一个合适的实施方案，硫接受体通过一个或多个喷咀喷入，硫接受体选用的精细分碎的石灰和白云石。为实现本专利技术方法的装置应包括如下一些部件至少有一个反应室(炉);至少一个等离子发生器以供给外部能量;用等离子发生器加热的气体的供料装置;连接在等离子发生器附近的用作为喷射氧化剂和燃料的供料装置;反应性载碳体和硫接受体物质的供料装置;气体出口管和排放废渣和渣灰的出口管。按照本专利技术合适的实施方案，等离子发生器含有圆柱形电极，电极之间，产生电弧。按照本专利技术又一个合适实施方案，等离子发生器是一种移动电弧型。按照本专利技术又一个合适的实施方案。其装置是由以下组成，一个垂直的圆筒形的炉子，分作为气化区和碳化区，在这两个区之间可以有一紧缩形，在炉腔底部有一出口用于卸除液态废渣，在炉腔的较低部装置一气体导出管，该管连接到后面一分离器，分离器的下部有一出口，用来排放固体废渣，和非挥发物质，在分离器的上部装置气体出口管。所述的反应性载碳体和硫接受体的供料装置是装配在炉腔的一处或多处，其位置是连接在气体离开炉腔的出口管附近。按照本专利技术的又一个合适的实施方案，分离器设计成旋风分离器样式，特别适合于除去煤气中的固体颗粒。按照本专利技术的又一个合适的实施方案，在垂直炉腔气体出口处和/或分离器的气体出口处装置有热交换器。按照本专利技术的又一个合适的实施方案，载碳体和氧化剂的供料方法是通过至少一个和/或者一环形缝隙喷射入炉腔的，它装配在炉腔和等离子发生器的相连通气口处附近。下面进一步就本专利技术的特点，优点，和实施方案，作进一步描述。有一明显的优点是在气化区中气化作用已大部份完成，接着在碳化区中碳化作用达到完全的程度。这种情况下气化可以在高温下进行，煤气化作用总是在高于废渣的熔点温度下进行，一般高于1400℃，其后，自身的热量可以在后面的碳化室中有效地进行碳化作用。因为在1000℃以下碳化作用才停止。煤气中的过量的热可以由数种方式加以利用。在气化室中生成的煤气中，相对来讲含量已较低的水和二氧化碳可以利用煤气自身的热量在遇到喷射进炉腔的反应性载碳体后进一步还原，结果水和二氧化碳各自转换成氢和一氧化碳。要说明一下，对CO2和H2O含量要求低，实际上不能在汽化室直接达到，因为氧气量少，所以在燃料和氧化剂之间的反应速率亦低，因而煤气化作用不完全。含碳燃料可从下列一类物质中选择石油、煤、焦炭、木炭、泥煤、锯末、以及它们的各种混合物、气态烃类例如CH4。提出这一些，跟以往的煤气化工艺过程来比，具有非常经济的优越性，以往的工艺几乎都受到关于选择起始物料的限止。现就本专利技术的装置，对照附图作进一步详细的说明。图中画出的装置是为实现本专利技术方法的较佳装置方案。装置中包括有一垂直的圆筒形炉腔1，它是由转化区2和碳化区3组成，这两个区由一紧缩处4分开，可仍旧相互间相通的。至少有一等离子发生器5，装置在炉腔的顶部的进口(6)处，引入的气体在等离子发生器中被加热。此外还装置了环形缝隙7，为供给氧化剂和载体碳到炉腔内，在靠近等离子发生器的通气口很近处装置了进口管7′和喷咀8，8′。位于气化区下面的碳化区3通过一根气体管道10与分离器11相连接，以此来保证煤气在装置内有足够长的停留时间，从而使碳化作用进行得完全，以达到所要求的H2O和CO2的低残余量指标。分离器为一圆筒形垂直的炉身12，若将其做成旋风分离器的形式，效果更好，使得能很容易地除去煤气中有害的固体粒子，比如滴状物的废渣和非挥发物料。气化区2中产生的大部份废渣是经过炉腔1的圆筒形气化区下的废渣出口管13排放的。而煤气中夹带的颗粒则是经过分离器底部的废渣出口管14排放。导气管10从功能上说，也起到部份碳化区3的作用。为了供给反应性载碳体和/或供给硫接受体到炉腔内，装置了喷咀15、16、17，位置是分别在气化区，碳化区和所叙的本文档来自技高网...

【技术保护点】
提供关于气化化石燃料和转化气化燃料来生产主要成份为ＣＯ和Ｈ↓〔２〕的煤气的方法，其特征在于其中Ｈ↓〔２〕Ｏ＋ＣＯ↓〔２〕的含量小于１０％，通常为２－８％，该煤气成份中的氢气含量可以通过本专利技术的措施提高到高于含碳燃料的组成，这些措施包括：用等离子发生器加热气体的方法提供外部能量，同时向反应室内喷射氧化剂和载碳体，喷射精细分碎的反应性载碳体混入由反应室中流下来的气体混合物中，使存在的Ｈ↓〔２〕Ｏ和ＣＯ↓〔２〕起碳化作用，并让混合气有足够的停留时间，以使得得到的煤气中Ｈ↓〔２〕Ｏ和ＣＯ↓〔２〕含量达到所要求的低指标。

【技术特征摘要】
SE 1985-3-1 8501006.41.提供关于气化化石燃料和转化气化燃料来生产主要成份为CO和H2的煤气的方法，其特征在于其中H2O+CO2的含量小于10%，通常为2-8%，该煤气成份中的氢气含量可以通过本发明的措施提高到高于含碳燃料的组成，这些措施包括用等离子发生器加热气体的方法提供外部能量，同时向反应室内喷射氧化剂和载碳体，喷射精细分碎的反应性载碳体混入由反应室中流下来的气体混合物中，使存在的H2O和CO2起碳化作用，并让混合气有足够的停留时间，以使得得到的煤气中H2O和CO2含量达到所要求的低指标。2.按照权利要求1的方法，其中氧化剂的喷入可以全部地或者部分地通过等离子发生器。3.按照权利要求1的方法，其中，气体在等离子发生器中被加热到2000～3000℃。4.按照权利要求1的方法，其中再循环气是经由等离子发生器喷射入炉腔内，而氧化剂是通过紧靠等离子发生器的通气口的喷咀喷入的。5.按照权利要求1的方法，其中纯氧用作为氧化剂。6.按照权利要求1的方法，其中O2，H2O和/或CO2，或者外加少量N2的混合气用作为氧化剂。7.按照权利要求1的方法，其中煤、泥煤和/或含有油性的化石燃料，可以渗混一些水，此时水可作为部份氧化剂使用。8.按照权利要求1的方法，其中气体燃料主要是指CH4(甲烷)。9.按照权利要求1的方法，其中含碳燃料是从紧靠在等离子发生器通气口处喷入。10.按照权利要求9的方法，其中含碳燃料如果是泥煤或油性物，它的喷入是通过紧靠在等离子发生器通气口附近处的喷咀喷射进去的。11.按照权利要求9的方法，其中含碳燃料是干性的或气态时，它的喷入是通过装置在等离子发生器通气口处一个或多个喷咀和/或一环形缝隙来喷入的。12.按照权利要求1的方法，其中反应性载碳体最好的是焦炭，它通过一个或多个喷咀喷射进去。13.按照权利要求1，其中大部份的废渣是以液体状态排放。14.按照权利要求1，其中所生成的煤气在分离器的前面和/或分离器的后面，经历热交...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩哈马斯科格，拉斯本特尔，斯文桑顿，
申请(专利权)人：SKF钢铁工程有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]