有效转化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于生产合成气的设备和方法。该设备具有用于生成合成气的热解室（１２）、转化装置（１４）、形成用于在所述热解室和所述水煤气变换反应区之间反复循环气体的循环回路的管道装置（２２，２４）和借助于水煤气变换反应将氢加入至在所述环路中循环的气体中的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生产合成气的方法。
技术介绍
气化是通过将原料在高温下与控制量的氧反应而将含碳物质诸如生物质转变为 一氧化碳和氢的过程。生成的气体混合物称为合成气或合成气(syngas)。合成气主要由 CO(—氧化碳)和氢构成。这两种成分是醇类(甲醇、乙醇、丙醇等)的基本结构单元。气化是从许多不同类型的有机物中提取能量的有效方法，并且提供清洁的废物处 理。气化比原始燃料的直接燃烧更为有效，尤其是处理的物质中包含的多种有机物转变为 能量(较高的热效率)。合成气可以直接地在内燃机中燃烧或用来产生醇类诸如甲醇、乙醇和丙醇，并且 还产生氢。化石燃料的气化目前广泛地以工业规模用于产生电力。在气体发生器中合成气的生成典型地经历几个过程。热解第一个过程是热解，并且当气体发生装置内部的温度在缺氧气氛中升高，加热含 碳物质时发生此过程。热解过程是氧含量为零的有机物的气化。为了从有机物质获得合成 气，该过程可能是气化过程(有机物质的部分氧化)，或热解(有机物质的零氧化)。热解 产生较多的合成气，因为它不氧化产生的任何合成气。转化过程这在高温转化室内实现，该高温转化室接收来自裂解室的合成气。在转化室内，合 成气温度升至高温(> 900°C )以便将焦油分解成为较简单的碳分子。当蒸汽加入至转化 室内时，氢与一氧化碳的比率改变，这通过使用水煤气变换反应(变换反应)来实现。变换反应是一种放热的化学反应，其中水和一氧化碳反应形成二氧化碳和氢C0+H20 — C02+H2 (1)变换反应增加了产生的氢量。然而，变换反应是一种吸热反应并且需要高温。变 换反应对温度敏感，当温度增加时具有向产物变换的倾向。结果，变换反应从转化室吸收大 部分能量，使其变得成本极高。使用催化剂降低反应温度的尝试不是很成功。更重要地，变换反应还从合成气中消耗一氧化碳。对于醇类诸如甲醇、乙醇和丙醇 的生成，需要一氧化碳来产生所需的氢/CO比。因此，在较多的变换的使用变得不太有益时，需要变换操作的最佳范围，因为CO 消耗和能量消耗两者均会太高。专利技术概述本专利技术试图提供一种生成合成气的改进方法。因此，本专利技术提供了用于生产合成气的设备，其包括用于生成合成气的热解室； 转化装置；管道装置，其形成用于在所述热解室和所述水煤气变换反应区之间反复循环气 体的循环回路；和用于借助于水煤气变换反应将氢加入至在所述回路中循环的所述气体中 的装置。4在一个优选的实施方案中，所述转化装置具有水煤气变换反应区；并且所述设备 进一步包括控制系统，所述控制系统用于监测所述转化装置中合成气的氢含量，并且依靠 其控制所述热解室和所述水煤气变换反应区之间气体的循环。有利地，所述控制系统具有用于监测所述转化装置中合成气的组成的装置，并且 依靠其所述控制系统可操作地控制所述气体向气体合成器和蒸汽发生装置中的至少一个 的供应。优选地，该设备包括用于控制气体向所述气体合成器和所述蒸汽发生装置的运动 的装置，并且其中所述控制系统可操作地控制所述装置，从而依靠其控制所述气体向所述 气体合成器和所述蒸汽发生装置中的至少一个的供应。优选地，所述设备进一步包括用于将蒸汽注入至所述转化装置中的所述气体中的 装置，并且所述控制系统依靠所述转化装置中合成气的氢含量可操作地控制蒸汽向所述气 体中的注入。优选地，该设备进一步包括用于使所述气体循环的所述管道装置中的鼓风装置， 并且所述控制系统依靠所述转化装置中合成气的氢含量可操作地控制所述鼓风装置。有利地，所述转化装置具有在所述循环回路中所述水煤气变换反应区的下游处的 混合室，并且所述控制系统可操作地监测所述混合室中合成气的氢含量，从而依靠其控制 所述热解室和所述水煤气变换反应区之间气体的循环。优选地，所述用于将蒸汽注入至所述转化装置中的所述气体中的装置被配置成将 蒸汽注入至所述混合室中。有利地，所述转化装置具有在所述水煤气变换反应区与所述气体合成器和所述蒸 汽发生装置之间的收集室，并且所述控制系统可操作地监测所述收集室中合成气的组成。热解室可以是间歇式热解室。优选地，所述控制系统可操作地使合成气在热解室和转化装置之间循环3次以上 并且至多24次。控制系统可操作地使合成气在热解室和转化装置之间循环3次以上并且 至多15次。有利地，控制系统可操作地使合成气在热解室和转化装置之间循环3次以上并且 至多10次。本专利技术还提供了一种在间歇过程中生产合成气的方法，该方法包括在热解室中 生成合成气；并且使所述气体从所述热解室前进至水煤气变换反应区，从而产生具有富集 的氢含量的变换的合成气流；其中所述热解室和所述水煤气变换反应区处于变换的气体循 环回路中，并且所述合成气通过所述回路再循环多次。在一个优选的实施方案中，在所述反应区中所述反应期间消耗的CO用氢来补充。优选地，所述消耗的CO被连续地补充。合成气在间歇式热解室中生成，并且合成气在所述回路中循环3-24次。优选地， 3-15次，和优选地3-10次。水煤气变换反应区方便地设置在转化装置中并且合成气往返于转化装置传送，用 来加热所述气体。转化装置优选具有混合室和收集室，并且水煤气变换反应区设置在所述混合室 中。在一个实施方案中，改性的合成气用来气化热解室中的有机物。监测所述转化装 置中合成气的组成以确定所述合成气的氢含量，并且依靠所述监测的氢含量而将蒸汽加入 至所述水煤气变换反应区，从而促进氢生成。理想地，通过控制气体循环的速率来控制所述过程。优选地，评估每批次的合成气以确定所述合成气是否达到一个或多个预定的控制 质量控制标准，所述批次的合成气在其达到所需的质量控制标准时被释放至所述合成过程 中，否则所述批次用来产生蒸汽，所述蒸汽用来增加所述合成气的产量。在本专利技术中提出了这样的方法，其中水煤气变换反应中消耗的CO被连续地补充， 产生氢所消耗的能量被不断地拔顶(topped)，并且生成的合成气质量被紧密地控制。此外，本专利技术中提出了这样的方法，其中热解过程通过调节用来气化有机物的热 (贫氧的)气体的化学组成而显著地加快(增加的效率)。此外，本专利技术中提出了这样的方法，其中热解系统的操作与转化装置的操作和气 氛紧密地相连。此外，本文中提出了这样的间歇式转化装置，其与间歇式热解系统一起紧密地操 作，从而有效地产生质量可控的合成气。附图简述下面通过实施例，参考附图进一步说明本专利技术，附图显示了用于从有机物质生成 合成气的系统。附图详述参考附图，系统10具有热解室12，有机物质通过该热解室12。热解室12典型地 在500°C -700°C的温度范围内操作，该温度通常通过注入处于高温的合成气而生成。该系统还具有转化装置14，该转化装置14具有主室16、混合室18和收集室20。 转化装置主室16通过导管回路连接至热解室12，在该回路中管道22允许气体从热解室12 流动至转化装置主室16中。混合室18和收集室20两者均向转化装置主室16开放以接收 来自主室的气体。另外，混合室18与热解室12通过导管或管道24连接以允许气体从混合室18流 回至热解室12。再循环风扇26，27分别设置在导管22和24中以推动气体的循环。另外的 导管或管道27使转化装置形成旁路，并且再循环风扇29设置在导管27中以推动气体的循 环。转化装置主室16典型地在90本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：勒法特埃尔查勒比，奥弗奈尔亨利帕瑞，
申请(专利权)人：勒法特埃尔查勒比，奥弗奈尔亨利帕瑞，
类型：发明
国别省市：US