具有改進(jìn)的碳床和降低的焦炭需求的等離子體氣化反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】反應(yīng)器中的碳質(zhì)床包括含碳材料，所述含碳材料不是焦炭，而是包括天然木塊或者磚塊，所述磚塊由在粘結(jié)劑中的非焦炭碳質(zhì)材料以及任選的其它成分如催化劑和助熔劑形成。該床減少了在工藝(如用于合成氣生產(chǎn))中所需的焦炭量。這種非焦炭單元可應(yīng)用于反應(yīng)器中的原始碳質(zhì)床，也可用于補(bǔ)充原始床中反應(yīng)的碳。該床可在非焦炭磚塊中或者所應(yīng)用的其它材料中包含與氣化反應(yīng)器的氣體反應(yīng)產(chǎn)物分離的未氣化的碳微粒物質(zhì)，而其它碳質(zhì)材料可能經(jīng)常被認(rèn)為是廢料，例如來(lái)自制鋁的廢電解槽內(nèi)襯材料以及來(lái)自氣化反應(yīng)器的煙灰水。某些反應(yīng)器結(jié)構(gòu)改進(jìn)也可導(dǎo)致床中的碳消耗減少。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有改進(jìn)的碳床和降低的焦炭需求的等離子體氣化反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可應(yīng)用于種類(lèi)繁多的材料的氣化或玻璃化并且具有碳質(zhì)材料反應(yīng)床的反應(yīng)器。等離子體氣化反應(yīng)器是可應(yīng)用本發(fā)明的這類(lèi)反應(yīng)器的一種形式。
【背景技術(shù)】
[0002]此【背景技術(shù)】的提供是為了簡(jiǎn)要描述本發(fā)明的總體背景。
[0003]等離子體氣化反應(yīng)器(有時(shí)也被稱(chēng)作PGR)是一類(lèi)已知的熱解反應(yīng)器，并且用于處理范圍廣泛的材料中的任一種，包括例如廢金屬、有害廢料、其它城市或工業(yè)廢料和垃圾填埋材料、以及植物性廢料或生物質(zhì)，以得到可用物質(zhì)如金屬或合成氣(“syngas”)，或者使不希望的廢料玻璃化以更易于處置。(在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中，“等離子體氣化反應(yīng)器”和“PGR”用來(lái)指相同總類(lèi)型的反應(yīng)器，無(wú)論是應(yīng)用于氣化還是應(yīng)用于玻璃化，或者應(yīng)用于二者。除非另外指出，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)如“氣化器”或“氣化”可被理解為可替代地或者另外地應(yīng)用于“玻璃化器”或者“玻璃化”，反之亦然。)
[0004]PGR及其各種各樣的用途被描述于例如以下的文獻(xiàn)中:2005年或不遲于2005年出版的 Industrial Plasma Torch Systems, Westinghouse Plasma Corporation,Descriptive Bulletin27_501 ；Dighe 在 2008 年 5 月 19-21 日的 Proceedings ofNAWTEC16 中的題為 “Plasma Gasification:A Proven Technology” 的論文(ExtendedAbstract#NAWTEC16-1938) ；ffillerton 在 Air & Waste Management Association 贊助的 2008 年 5 月 12-16 日的 Proceedings of the27th Annual International Conferenceon Thermal Treatment Technologies 中的題為“Plasma Gasification-Proven andEnvironmentalIy Responsible” (2008)的論文；2009 年 12 月 15 日公布的 Dighe 等的題為 “System and Process for Upgrading Heavy Hydrocarbons” 的美國(guó)專(zhuān)利 7，632，394 ;2008年6月14日提交的Dighe等的序列號(hào)為12/157，751且題為“System and Processfor Reduction of Greenhouse Gas and Conversion of Biomass，，的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，(公布的專(zhuān)利申請(qǐng)20090307974，2009年12月17日)，以及2009年2月11日提交的Dighe等白勺題為“Plasma Gasification Reactor”的專(zhuān)利申請(qǐng)S.N.12/378，166,(公布的專(zhuān)利申請(qǐng)20100199557，2010年8月12日)，所有所述文獻(xiàn)均以引用的方式并入本文，以獲得它們對(duì)于PGR及利用其實(shí)施的方法的描述。
[0005]設(shè)置和操作這種PGR是已知的，所述PGR在反應(yīng)器容器的下部具有碳質(zhì)床，其中該床布置有等離子體炬，所述等離子體炬提高床溫度(例如達(dá)到至少大約100(TC )以用于與要被氣化或玻璃化的添加的材料進(jìn)行熱反應(yīng)。盡管已經(jīng)建議用于這種碳質(zhì)床的碳材料可以是各種各樣的其它含碳材料，但在過(guò)去還是嚴(yán)重依賴(lài)焦炭的使用以用于此目的，因?yàn)樗哂写蠹s90%的純碳并且其所具有的化學(xué)、熱和強(qiáng)度性能有利于在這種反應(yīng)器中實(shí)施的許多工藝。“焦炭(coke)”是下述這樣的術(shù)語(yǔ)，該術(shù)語(yǔ)用于經(jīng)歷了干燥(例如通過(guò)烘烤)以脫除揮發(fā)性成分的化石燃料如煤或石油的產(chǎn)品。
[0006]盡管碳質(zhì)床在PGR操作中是一個(gè)重要的組成部分，但氣化反應(yīng)器的另一種已知形式是使用(焦炭)的碳質(zhì)床但不使用等離子體炬的氣化器。這種反應(yīng)器的碳質(zhì)床起到了如它在PGR中一樣的完全相同的功能(在氣體分布和熔融材料的運(yùn)動(dòng)方面)。但是，另外，該碳床也用于提供本來(lái)由等離子體炬提供的氣化用熱能。這種反應(yīng)器的碳質(zhì)床可通過(guò)例如供應(yīng)給該床的天然氣的短暫點(diǎn)燃而被初始啟動(dòng)到用于氣化的溫度。
[0007]在PGR及其它反應(yīng)器的碳質(zhì)床的希望的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，包括其由在形狀上足夠不規(guī)則的顆粒構(gòu)成，以留出空隙，以允許氣體流動(dòng)到反應(yīng)在該處發(fā)生的顆粒表面并且允許氣體反應(yīng)產(chǎn)物從該床上升。所述空隙還允許熔融金屬和由在該反應(yīng)器中進(jìn)行的工藝所產(chǎn)生的其它液體向下流動(dòng)到金屬和渣料出口。該床的空隙和該床的顆粒的多孔性可有助于所希望的反應(yīng)和流動(dòng)特性。焦炭允許形成這種床并且具有對(duì)于許多工藝來(lái)說(shuō)足夠的顆粒強(qiáng)度，以在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)被沉積在該床頂部的工作材料的負(fù)荷壓碎。
[0008]盡管焦炭經(jīng)常提供令人滿(mǎn)意的性能，但有時(shí)多種因素如焦炭的費(fèi)用以及對(duì)其影響環(huán)境的生產(chǎn)和使用的關(guān)注(因?yàn)槠涫腔剂?的情況可能會(huì)阻礙和限制其在某些反應(yīng)器場(chǎng)所在一些工藝中的使用。
[0009]在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，1989年5月9日公布的Dighe等的題為“Replacement ofCoke in Plasma-Fired Cupola”的美國(guó)專(zhuān)利4，828，607公開(kāi)了一種方法,包括用煤(盡管仍是一種化石燃料)替代焦炭與金屬?gòu)U料和助熔材料一起提供到等離子體燃燒的化鐵爐以產(chǎn)生鐵或鐵合金。這表明了相當(dāng)早地對(duì)在這種應(yīng)用中盡可能減少焦炭使用的興趣，不過(guò)焦炭仍是在運(yùn)行具有碳質(zhì)床的反應(yīng)器時(shí)被廣泛使用的碳材料的唯一形式。木材或木材產(chǎn)品(如木炭)是已知的碳源，但還未發(fā)現(xiàn)在熱解反應(yīng)器中作為有意義的焦炭替代物的實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本
【發(fā)明內(nèi)容】
簡(jiǎn)要表征了本發(fā)明的一些方面。所進(jìn)行的說(shuō)明旨在總體上提供關(guān)于本發(fā)明實(shí)例的信息，但并非如所附權(quán)利要求一樣具有限制性。
[0011]本發(fā)明以各種形式并且通過(guò)各種工藝提供反應(yīng)器和碳質(zhì)床，其要求比在過(guò)去情況下通常所需更少的焦炭。所需的碳可至少部分地通過(guò)替代焦炭的含碳替代物獲得。實(shí)例包括以下這樣的床，所述床具有至少大約25% (其可顯著地更高，直到100%)的由非焦炭單元制成的床碳含量，所述非焦炭單元可以是天然木材的木塊或者磚塊(bricks)任一或者二者，所述磚塊包含含碳顆粒或細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑和可能的催化劑。任何這種材料可應(yīng)用在也包含焦炭(不過(guò)在一些應(yīng)用中焦炭可被完全替代)的床中。該床的碳可另外包含，如果需要的話，例如如果被包括在到碳質(zhì)床的供料材料中，其它非焦炭材料如原煤(無(wú)煙煤或煙煤)、木炭或包含生物質(zhì)的工藝材料(任何含碳材料)。
[0012]本發(fā)明的一些實(shí)施方案利用并且使用了作為廢料由任意的各種其它工藝獲得的碳材料(例如來(lái)自任何氣化反應(yīng)器的帶出物(carryover)、來(lái)自燃煤鍋爐的飛灰，以及其它材料)，這有助于減少在床中對(duì)焦炭的需求。首先在制造上述磚塊時(shí)它們可有利地用作顆?；蚣?xì)屑。這種廢碳材料也可被包含在提供給反應(yīng)器的原料中，而不是形成磚塊。
[0013]關(guān)于使用在此所指的外來(lái)廢碳材料，這些碳原子在以前是否為任何焦炭形式并不是重要的。因此，包含非焦炭單元如木塊和具有碳材料的磚塊的床的實(shí)例通常意指該碳床具有范圍為25% -100%的這種非焦炭單元和大約0-75%的焦炭(指在各自材料中的碳原子的量)，其中該0-75%的焦炭中的一些可由供料材料的碳(并非上述非焦炭單元)替代，直到例如總碳的大約10%。在一些工藝中，可有利地如之前使用的一樣啟動(dòng)具有焦炭床的反應(yīng)器。隨著啟動(dòng)之后的操作繼續(xù)以及焦炭被消耗，可添加不斷增加的量的非焦炭單元。
[0014]上述實(shí)例的具有非焦炭單元的碳質(zhì)床據(jù)信適合在各種各樣的熱解工藝中使用。僅作為更為特別的實(shí)例，它們適合于但并不限于用在生物質(zhì)或城市廢料的氣化的PGR工藝中以產(chǎn)生合成氣。
[0015]非焦炭單元具有各種各樣或者不規(guī)則的形狀和尺寸，以在床中留出氣體流到碳反應(yīng)性位置以及在該床內(nèi)上升和離開(kāi)該床所需的空隙。另外，所述空隙允許包括熔融渣料和熔融金屬的液體下降經(jīng)過(guò)該床到達(dá)在底部的出口。
[0016]所提及的非焦炭單元據(jù)信在以下方面優(yōu)于作為重要的床成分的焦炭替代物如無(wú)煙煤或木炭:實(shí)現(xiàn)更好的性能，更接近于焦炭的性能以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的效率，同時(shí)保持支撐工作材料的強(qiáng)度而不被壓碎，否則往往會(huì)封閉床中的空隙并且阻礙所希望的反應(yīng)以及熔融渣料和金屬流過(guò)所述床。與焦炭或在此提供的非焦炭單元比，用于烹飪的傳統(tǒng)木炭塊被認(rèn)為在強(qiáng)度方面相對(duì)較弱。
[0017]另外，在焦炭替代單元(即上述的塊或磚塊)中的非碳成分可被設(shè)計(jì)成對(duì)于氣化和/或玻璃化工藝來(lái)說(shuō)有用的添加物。作為一個(gè)實(shí)例，木材典型地包含大約35-40%重量的氧，其可替代作為氣體供應(yīng)給氣化器的氧化劑的一部分。另外，在其中供料包含惰性材料(將作為渣料離開(kāi)該工藝)的玻璃化或氣化工藝中，助熔或改變?cè)摱栊圆牧弦援a(chǎn)生所希望的渣料化學(xué)性所需的添加劑可與碳源一起添加，而不是添加到磚塊配方中。例如，可選擇磚塊中的一種或多種粘結(jié)劑以滿(mǎn)足那些添加劑的要求，其中水泥型粘結(jié)劑將典型地提供用于助熔性能的鈣，而硅酸鹽粘結(jié)劑將用作對(duì)于渣料化學(xué)性的改性劑。
[0018]在其中渣料化學(xué)性是最終金屬化學(xué)性的組成部分的金屬熔化應(yīng)用中，磚塊配方可被設(shè)計(jì)成引入渣料制成成分，從而導(dǎo)致較少需要單獨(dú)供應(yīng)這些成分并且提供這些材料與碳還原劑的更密切接觸。
[0019]除了上述之外，除了使用所述非焦炭單元之外或者與使用所述非焦炭單元無(wú)關(guān)，本發(fā)明包括可有助于減少碳床所需焦炭量(以及消耗一些另外的廢材料)的構(gòu)造或者操作反應(yīng)器的各種其它方式。它們包括以下任一:
[0020]-使用來(lái)自鋁工業(yè)的廢電解槽內(nèi)襯(potliner)材料。該電解槽內(nèi)襯的碳內(nèi)襯具有非常高的碳含量。它與耐火材料如陶瓷結(jié)合。廢電解槽內(nèi)襯材料是列出的有害廢料，對(duì)它的處置是困難或昂貴的。通過(guò)本發(fā)明，在反應(yīng)器碳床中有許多種方式來(lái)使用該材料。該碳可作為顆粒應(yīng)用于上述的磚塊中(就象其它任何含碳材料可以的那樣)，但電解槽內(nèi)襯碳材料也可被用在替代床中的焦炭的顆?；蛘吆駢K中。電解槽內(nèi)襯的耐火材料部分(有時(shí)可由鋁制造商與碳內(nèi)襯混雜而得到，或者單獨(dú)地得到)可以以顆?；蛘吆駢K的形式置于磚塊中或者床中(除了碳之外并且是有益的渣料添加劑(當(dāng)以對(duì)于在該床中發(fā)生的反應(yīng)來(lái)說(shuō)滿(mǎn)足組成要求的量使用時(shí)))。
[0021]-提供具有裝載床(或供料床)支撐物的反應(yīng)器，所述支撐物也是氣體分布器和渣料篩。這種支撐柵網(wǎng)可在一個(gè)或多個(gè)主供料槽之下并且在其中形成等離子體加熱的氣體的區(qū)域之上、橫跨反應(yīng)器內(nèi)部體積而水平放置。該柵網(wǎng)在一些實(shí)施方案中具有緊密隔開(kāi)的耐火材料的柵網(wǎng)元件，其被冷卻以延長(zhǎng)壽命，例如經(jīng)由在所述柵網(wǎng)元件中用于水冷卻的內(nèi)部通道。反應(yīng)器的操作被進(jìn)行以使得該冷卻允許該耐火材料在有用的時(shí)間周期內(nèi)可用，而不會(huì)使狹槽或其它柵網(wǎng)開(kāi)孔變得被凝固的渣料或其中的金屬封閉。經(jīng)過(guò)柵網(wǎng)開(kāi)孔來(lái)自柵網(wǎng)之下的區(qū)域的熱氣體流將在該柵網(wǎng)的頂部上氣化裝載床材料并且來(lái)自氣化的裝載床材料的所產(chǎn)生的渣料將向下流過(guò)所述開(kāi)孔。(在這種特殊的實(shí)例中，非常少(如果有的話)的未氣化的裝載床材料會(huì)經(jīng)過(guò)該柵網(wǎng)的小開(kāi)孔。)。這種布置允許使用較少的碳床材料(焦炭或其它)以及沒(méi)有碳床的所希望的反應(yīng)器和它們的操作的實(shí)施方案。而且，并且更為一般地，在碳床之上的用于裝載床材料的任何支撐物，包括具有允許一些顯著量(但不是全部)的裝載床材料下降到碳床上的開(kāi)孔的支撐物，將仍然在一定程度上降低在碳床上的裝載床的負(fù)擔(dān)，并且因而降低用于支撐裝載床的碳床材料所需的強(qiáng)度。這進(jìn)而允許從更寬范圍的碳材料顆粒或非焦炭單元中選擇，包括可能不具有焦炭顆粒的強(qiáng)度的那些。
[0022]-具有創(chuàng)新性的供料布置的PGR，所述布置設(shè)計(jì)用于增強(qiáng)非焦炭供料材料的供應(yīng)，其可是相對(duì)連續(xù)的和可靠的。在這種類(lèi)別中的實(shí)例是使用用于將碳細(xì)屑注射到碳床的噴射器。
[0023]-其它反應(yīng)器配置，其可有助于較少消耗所述床中的碳，例如通過(guò)允許在等離子體炬噴嘴處在較低溫度下操作。在不大于就在裝載床的頂部水平之上的高度處配置有一個(gè)或多個(gè)供料槽的PGR是一般用途并且具有利用較低床溫度(如果希望的話)操作的能力的反應(yīng)器形式。在一些情況下，反應(yīng)器被操作以氣化供料材料，所述供料材料是未壓實(shí)的且成塊的，它們?cè)诔叽绾椭亓可鲜嵌喾N多樣的。(例如，碎裂的生物質(zhì)或包含紙產(chǎn)品的城市廢料。)較高百分?jǐn)?shù)的重量輕的供料材料塊可通過(guò)從裝載床升起的熱氣體反應(yīng)，其中供料槽接近于加載床表面(或在加載床表面之下)的程度大于以前的實(shí)踐，在以前的實(shí)踐中，供料槽顯著地在裝載床之上而位于反應(yīng)器的上部并且其中更多的較輕供料材料塊不會(huì)下降到足以達(dá)到足夠熱的氣體以用于反應(yīng)。大百分?jǐn)?shù)的較輕塊在該情況下可能與廢氣一起離開(kāi)。在新的布置中，不直接下降到裝載床上的任何輕供料材料更確定地會(huì)緊接在裝載床之上漂浮并且由從附近的裝載床升起的氣體達(dá)到高溫，因此它們被氣化。這有助于反應(yīng)器的頂部氣體或合成氣的生成并且允許對(duì)碳床的較低需求，只要碳床溫度會(huì)仍然足以保持熔融渣料流動(dòng)。這種布置可以例如且非限制性地應(yīng)用于下面的情況，在該情況中，在與裝載床表面和供料槽處于大致相同的高度處，反應(yīng)器還具有一個(gè)或多個(gè)用于氧氣(空氣)的氣體入口，所述氧氣(空氣)參與漂浮的供料材料的反應(yīng)并且被調(diào)節(jié)以有助于由該供料材料形成一氧化碳。
[0024]在上述實(shí)例中所述的碳床通?？蓱?yīng)用于具有固定或靜止床的氣化(或玻璃化)反應(yīng)器并且不必局限于此，因?yàn)樗鼈円部蓱?yīng)用于流化床。另外，除了 PGR之外的其它熱反應(yīng)器的碳質(zhì)床可類(lèi)似地被改進(jìn)以降低焦炭需求。
[0025]上文僅僅是簡(jiǎn)要地描述了本發(fā)明的一些實(shí)例的一些方面。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的等離子體氣化反應(yīng)器的一個(gè)實(shí)例的部分剖視的正視圖；
[0027]圖2是碳質(zhì)床的一個(gè)實(shí)例的部分正視圖；
[0028]圖3是具有非焦炭木塊的床的一個(gè)實(shí)例的正視圖；
[0029]圖4是具有非焦炭碳質(zhì)磚塊的床的一個(gè)實(shí)例的正視圖；
[0030]圖5是作為在PGR中使用非焦炭碳的一個(gè)實(shí)例的系統(tǒng)的框圖；[0031]圖6是具有支撐裝載床的板或柵網(wǎng)實(shí)例的PGR的部分剖視的正視圖；
[0032]圖7A和7B分別是在或接近于裝載床頂部處具有供料槽的PGR實(shí)例的正視圖和俯視圖；并且
[0033]圖8是用于將顆粒或細(xì)屑注入到氣化器的碳床中的系統(tǒng)實(shí)例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1是用于氣化和玻璃化各種工藝材料的一般能力的PGR實(shí)例。操作這種PGR的一種方式是用于氣化材料以由供料材料產(chǎn)生合成氣。該供料材料可包括例如任何一種或多種材料如生物質(zhì)、城市固體廢料(MSW)、煤、工業(yè)廢料、醫(yī)學(xué)廢料、有害廢料、輪胎和焚化爐灰。該合成氣可包含有用量的氫氣和一氧化碳以隨后用作燃料。
[0035]圖1的以其左半部分為完整正視圖、右半部分豎直剖開(kāi)顯示的反應(yīng)器具有反應(yīng)器容器10，其通常為耐火材料襯里的鋼(襯里在圖中沒(méi)有具體示出)，其主要部分包括或包含碳質(zhì)床20，在其上方是用于工藝材料如生物質(zhì)的裝載床30的部分，在該裝載床30之上具有干舷(freeboard)區(qū)域40,并且該干舷區(qū)域一直延伸到器頂50。
[0036]反應(yīng)器容器10的圍繞碳質(zhì)床20的部分具有一個(gè)或多個(gè)(典型地具有兩個(gè)至四個(gè))噴嘴22(有時(shí)可選地被稱(chēng)作端口或風(fēng)口)用于定位類(lèi)似數(shù)目的等離子體炬24(未詳細(xì)示出)，所述等離子體炬24用于將高溫等離子體加熱的氣體注入到床20中。等離子體噴嘴22可另外被布置為與裝載床30的材料一起引入可能是希望的另外的工藝材料如氣體或液體(如蒸汽)或者某些固體微粒，用于在床20內(nèi)的反應(yīng)。(這種另外的工藝材料也可通過(guò)不具有等離子體炬的噴嘴直接添加到床20中。)反應(yīng)器容器10還在底部具有熔融渣料和熔融金屬出口 26。
[0037]反應(yīng)器容器10圍繞裝載床30并且在碳質(zhì)床20之上的一部分進(jìn)一步包括一些另外的噴嘴或風(fēng)口 32，所述另外的噴嘴或風(fēng)口 32通常不包含等離子體炬但允許在需要時(shí)引入另外的工藝材料到裝載床30中，所述另外的工藝材料例如是氣體、液體或者固體微粒的形式。
[0038]該反應(yīng)器容器的上部供料部分或者干舷區(qū)域40布置有一個(gè)或多個(gè)工藝材料供料槽42。這里，在側(cè)壁上示出一個(gè)供料槽42。更通常地，一個(gè)或多個(gè)供料槽可處于器頂50或反應(yīng)器容器10的側(cè)壁中的任意位置，用于將供料材料初始沉積到碳質(zhì)床20上以及在反應(yīng)器的操作過(guò)程中在裝載床30的工藝材料由于在反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)而減少時(shí)添加到裝載床30。
[0039]器頂50圍住反應(yīng)器容器10的頂部，除了一個(gè)或多個(gè)氣體反應(yīng)產(chǎn)物(如合成氣)從反應(yīng)器容器10離開(kāi)的出口 52。氣體出口可以以不同的形式在器頂50或者反應(yīng)器容器10的側(cè)壁中提供。至少在其中經(jīng)過(guò)供料槽的供料材料包括微粒時(shí)，通常希望任何氣體出口 52的位置足夠遠(yuǎn)離供料材料的進(jìn)入點(diǎn)，以避免未反應(yīng)的微粒物質(zhì)通過(guò)氣體出口而過(guò)度排出。
[0040]在圖1中所示的PGR構(gòu)造通常根據(jù)2009年2月11日提交的S.N.12/378，166的Dighe等的共同待審申請(qǐng)(公布的專(zhuān)利申請(qǐng)20100199557，2010年8月12日)的一個(gè)示例性實(shí)施方案，它尤其包括反應(yīng)器容器10的通常向上且連續(xù)擴(kuò)大的圓錐形壁12，其可以在裝載床30和干舷區(qū)域40中提供有益的氣體流動(dòng)特性。所述申請(qǐng)以引用的方式并入本文，以獲得其對(duì)于反應(yīng)器構(gòu)造(包括圖1中所示那些的變化形式)及其操作的描述。但本發(fā)明并不限于具有這種構(gòu)造的反應(yīng)器。
[0041]PGR實(shí)踐以及使用具有碳質(zhì)床的其它類(lèi)型熱解反應(yīng)器的實(shí)踐至少幾乎總是使用基本上全部由焦炭構(gòu)成的床。煤有時(shí)與焦炭混合，但任何其它含碳材料均是非常次要的并且對(duì)于反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作來(lái)說(shuō)是不重要的。焦炭具有高碳含量(大約90%重量)的組成，它可形成為各種各樣的形狀和尺寸，因此焦炭的顆粒(例如具有大約10-15cm的平均橫截面尺寸)可具有對(duì)于反應(yīng)來(lái)說(shuō)充足的碳表面，為向上的氣體流和向下的液體流提供空隙，并且提供在整個(gè)操作過(guò)程中足以保持空隙的強(qiáng)度。使用焦炭的碳床的顆粒的實(shí)際尺寸分布或變化優(yōu)選大于大約5cm以防止空隙空間對(duì)于合適的液體流來(lái)說(shuō)太小，并且小于大約25cm以盡可能減少材料處理問(wèn)題。當(dāng)在床20中的碳的最高大約10%由較細(xì)的碳顆粒構(gòu)成時(shí)(例如直接注入到床20中)，對(duì)于液體流來(lái)說(shuō)足夠的空隙可被保持。
[0042]在圖1的PGR中，碳質(zhì)床20 (下文中有時(shí)被稱(chēng)作C床)在其操作的至少一部分的過(guò)程中包括顯著程度的非焦炭材料，例如所述床的C原子的至少大約25%不在焦炭單元中。由于該原因，在圖1中，碳質(zhì)床20進(jìn)一步用圖標(biāo)“具有非焦炭的C床”來(lái)標(biāo)識(shí)。
[0043]用作床20的至少一部分的非焦炭材料的實(shí)例是天然木塊，以及包含具有一種或多種粘結(jié)劑的含碳材料顆粒的磚塊。非焦炭材料形成為不規(guī)則尺寸和形狀的顆粒或單元，以便當(dāng)被放置于或裝配于床中時(shí)，它們具有由它們中的一部分之間出現(xiàn)的空隙所導(dǎo)致的暴露的表面。床20的非焦炭單元通常與如上討論的用于反應(yīng)器床的焦炭顆粒具有相同的尺寸范圍，但其并不限于此。
[0044]PGR的初始碳質(zhì)床20,如圖1中所示的碳質(zhì)床,通常在使用供料材料或啟動(dòng)等離子體炬的反應(yīng)器操作之前在反應(yīng)器容器10的底部中建立。然后，一旦初始床20就位，則開(kāi)始利用活性等離子體炬24的操作和沉積供料材料以形成裝載床30。大多數(shù)的這些工藝在施加另外的供料材料的情況下在至少許多個(gè)小時(shí)的周期內(nèi)是基本上連續(xù)的，可能是連續(xù)的或者至少頻繁間歇量的。等離子體加熱的氣體與C床20的反應(yīng)固有地消耗來(lái)自C床的碳。但是，底部碳床20中的碳被消耗的速率遠(yuǎn)低于供料材料被氣化的速率。因此，在處理大得多的量的供料材料的過(guò)程中，初始C床20僅要求碳材料的較少添加。添加碳材料到初始C床的一些方面在下文中描述。
[0045]典型的操作(例如用于合成氣的產(chǎn)生)包括通過(guò)經(jīng)由供料槽42沉積原料而在C床20的頂部上形成裝載床30，其中所述原料可以例如是生物質(zhì)、城市廢料、煤或者其混合物。在形成延伸到另外的噴嘴32之上的初始裝載床30的過(guò)程中或者之后，在等離子體炬24利用火炬氣體如空氣操作的同時(shí)，這些噴嘴被用來(lái)注入流體如空氣、氧氣或者蒸汽到裝載床30，并且有可能一些蒸汽或其它流體或小固體顆粒經(jīng)由噴嘴22注入到C床20中。
[0046]為了生產(chǎn)經(jīng)過(guò)出口 52離開(kāi)的合成氣，希望以產(chǎn)生一氧化碳和氫氣的方式操作?？稍谝欢ǔ潭壬袭a(chǎn)生二氧化碳，但在相對(duì)于反應(yīng)器中的碳限制空氣或氧氣的條件下有利于一氧化碳。
[0047]如上所述，在這種操作中，該反應(yīng)器將消耗C床20的碳并且碳按希望補(bǔ)充，因此碳的量不會(huì)有可察覺(jué)地下降。對(duì)于焦炭床來(lái)說(shuō)，在過(guò)去這樣做的方式是添加焦炭到焦炭床頂部上的原料裝載床。例如，在由生產(chǎn)質(zhì)材料生產(chǎn)合成氣時(shí)，焦炭與生物質(zhì)一起添加，即與生物質(zhì)混合或者與生物質(zhì)以交替的批料的方式添加。已經(jīng)進(jìn)行了其中這種添加的焦炭達(dá)到包含焦炭的原料總重量的大約5%的工藝。[0048]這種碳補(bǔ)充也是一種考慮，其中C床20包括所述的非焦炭材料。因此，根據(jù)一種實(shí)施方案，被提供來(lái)補(bǔ)充C床20的碳材料可類(lèi)似于具有非焦炭的原始C床的性質(zhì)，并且包括至少大約25%的添加的碳來(lái)自非焦炭材料。在一些情況下，例如，由于可被使用的非焦炭單元的較低碳含量(相比于焦炭)，希望的是以比以前僅使用焦炭的操作要大的量制備C床的全部材料，這樣在該床中則具有相等量的碳原子。
[0049]在此描述的C床改進(jìn)，如使用木塊或含碳磚塊作為該床中的一些或者全部(替代焦炭)，也可應(yīng)用于沒(méi)有等離子體炬的反應(yīng)器中的C床。在這些反應(yīng)器中，C床可通過(guò)簡(jiǎn)短時(shí)間供應(yīng)的燃料如天然氣的點(diǎn)燃進(jìn)行初始活化，如在利用這種反應(yīng)器的100%焦炭床以前所實(shí)踐的。
[0050]圖2顯示了圖1的設(shè)備的僅僅一部分的放大圖。圖1的C床20以一些另外的細(xì)節(jié)顯示，以顯示床20內(nèi)的個(gè)體顆粒21以及在大量顆粒21內(nèi)由于所述顆粒的混雜的尺寸和不規(guī)則的構(gòu)型而出現(xiàn)的空隙23。顆粒21的尺寸和形狀可以廣泛地變化。僅作為實(shí)例，顆粒21可具有的尺寸平均值的范圍為大約5cm至大約25cm，其中大約IOcm至15cm為焦炭顆粒的平均尺寸的實(shí)例并且大約IOcm至25cm為非焦炭顆粒的平均尺寸。
[0051]圖3示出了具有顆粒121和空隙123的C床120的另外的放大部分，其中顆粒121是天然木塊。
[0052]天然木塊或顆粒121例如是來(lái)自先前工業(yè)來(lái)源工藝的廢料，例如來(lái)源于木托盤(pán)的生產(chǎn)，或者是專(zhuān)門(mén)成形用在C床120中。通常沒(méi)必要干燥或處理木塊顆粒(例如通過(guò)在將它們應(yīng)用于床120之前燒焦它們的任何表面部分)，不過(guò)在放置于床120中之前如果希望的話可進(jìn)行一定的干燥和燒焦操作中的任一種或者二者。木塊顆粒121可添加到包含焦炭顆粒的床120中，所述焦炭顆?；祀s或不混雜所述材料以產(chǎn)生任何特定程度的均勻性。
[0053]用于木塊121的木材可以是各種植物或樹(shù)木的。硬木如橡木是一種合適的木材。這種木材以及木塊121具有大約50%重量的典型碳含量。
[0054]圖4示出了具有顆粒221和空隙223的C床220的另外的放大部分，其中顆粒221是由含碳微粒材料(例如木屑、碳細(xì)屑(fines)或者含碳材料微粒的混合物)形成的磚塊。磚塊221有時(shí)可被稱(chēng)作“團(tuán)塊(briquettes) ”，但其不同于常見(jiàn)的木炭團(tuán)塊，這將在下文中
進(jìn)一步解釋。
[0055]圖2-4主要給出了所提到的顆粒和空隙的外觀的僅僅大概的想法。相應(yīng)的C床20,120和220不需要總是完全占據(jù)反應(yīng)器的底部部分。通常，在等離子體反應(yīng)器中討論的任何碳床將延伸到至少越過(guò)等離子體炬的位置，如可位于圖4的等離子體噴嘴222中的位置。
[0056]圖4的磚塊221可由碳微粒與一種或多種粘結(jié)劑的混合物模制，不需要任何施加的壓力或者熱。波特蘭水泥是一種合適的粘結(jié)劑。其它成分也可被包括，例如作為粘結(jié)劑，或者作為助熔劑或玻璃形成劑，和/或作為催化劑。磚塊221的一些實(shí)例由一種混合物形成，所述混合物以大致的重量百分?jǐn)?shù)包含40份的碳細(xì)屑、8份的波特蘭水泥、4份的膨潤(rùn)土、4份的砂(SiO2)、12份的硅酸鈉以及32份的水。制成的這種磚塊具有大約66%重量的碳含量7基于干重。
[0057]其它的磚塊221由以下的混合物形成，所述混合物以大致的重量百分?jǐn)?shù)包含23份的碳細(xì)屑、21份的波特蘭水泥、11份的砂和剩余量的(45份)的水。[0058]磚塊221可被模制成任何尺寸(通常類(lèi)似于焦炭顆粒的尺寸)和形狀，具有在整體床中提供所希望的空隙的特性。不必改變作為床顆粒(如圖4的顆粒221)使用而形成的磚塊的尺寸或形狀。如果希望的話，可合適且經(jīng)濟(jì)地使用單一模具尺寸和形狀。相同尺寸的圓柱形(或球形)單元將固有地在該床中提供空隙。如果希望的話，也可制成多種尺寸的單元并且一起使用，優(yōu)選具有大約5-25cm的橫截面尺寸分布，以用于幾乎所有的單元和僅僅少量的任何較小的含碳單元(其往往減少空隙)。
[0059]壓力和/或熱也是合適的措施來(lái)形成具有足夠強(qiáng)度的磚塊，使用小用量的粘結(jié)劑或者不使用粘結(jié)劑。通常并且非限制性地，利用水泥粘結(jié)劑形成的磚塊的實(shí)例在其中磚塊的強(qiáng)度是重要因素的情況下是有利的。
[0060]磚塊221中的碳微?？梢允莵?lái)自氣化反應(yīng)器的“攜帶(carryover) ”顆粒,并且以此方式提供用于再循環(huán)本來(lái)會(huì)丟棄的碳到該工藝的措施，從而導(dǎo)致提高的碳利用以及因此的更高效率。攜帶顆粒是未反應(yīng)的或部分反應(yīng)的顆粒，它們與來(lái)自反應(yīng)器的氣體一起離開(kāi)反應(yīng)器。它們通常是希望被盡可能減少的，但其中的一些將幾乎肯定由任何氣化工藝產(chǎn)生。攜帶顆?？杀挥迷诖u塊中作為C床的非焦炭含量的一部分或者被引入到反應(yīng)器中作為供料材料的一部分(在供料槽處，如圖1中的42)或者其它(例如經(jīng)由圖1中的等離子體噴嘴24或噴嘴32)。
[0061]通常，在制造磚塊221時(shí)使用的碳微粒(或“細(xì)屑”)是下述這樣的顆粒，所述顆粒具有范圍為大約一微米至一厘米的平均橫截面尺寸，并且共同地具有至少大約50%的總重量百分?jǐn)?shù)的碳。所提及的平均尺寸范圍并不是要排除在該范圍之外的顆粒；細(xì)于一微米的顆?？梢允窍喈?dāng)合適的。
[0062]包括鍋爐和焚化爐的燃燒工藝也產(chǎn)生攜帶顆粒如飛灰，并且這些材料可包含有用量的碳，其可用作用于碳床磚塊的碳源。另外，飛灰的性能也有利于磚塊形成工藝，從而允許減少所需的鈣基水泥粘結(jié)劑的量。
[0063]起到催化劑作用的材料(例如但不限于鎳或鐵)向磚塊221的添加是所述磚塊相對(duì)于焦炭單獨(dú)作為碳床材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。以此方式，所述磚可被設(shè)計(jì)為不僅提供功能碳源給等離子體氣化工藝以及所需的助熔劑以合適地玻璃化在被氣化的供料中所含的惰性材料，而且還提供催化劑以使得發(fā)生某些希望的化學(xué)反應(yīng)。
[0064]磚塊221中的催化劑內(nèi)含物的一個(gè)實(shí)例是以大約幾個(gè)重量百分?jǐn)?shù)的量添加鎳或鐵到磚塊中以催化C+N0反應(yīng)，以將合成氣中的NO還原為N2+02。這在將合成氣轉(zhuǎn)化為液體燃料的生物反應(yīng)器中是特別重要的。在以前，這些催化劑在用于將NOx最小化時(shí)必須與供料材料一起添加到裝載床。
[0065]下表給出了用于非焦炭磚塊(如圖4的磚塊221)的配方的另外實(shí)例。
[0066]表I
[0067]
【權(quán)利要求】
1.等離子體氣化或玻璃化反應(yīng)器設(shè)備，包括: 反應(yīng)器容器，該反應(yīng)器容器包含碳質(zhì)床并且具有一個(gè)或多個(gè)用于在該床內(nèi)建立升高的溫度的等離子體炬； 該反應(yīng)器容器還具有在該床之上的一個(gè)或多個(gè)用于將來(lái)自該容器外部的工藝材料沉積到該床上的供料材料入口，在該床之上的一個(gè)或多個(gè)氣體產(chǎn)物從該容器離開(kāi)的排氣口，以及在該床底部的一個(gè)或多個(gè)熔融渣料和金屬?gòu)脑撊萜麟x開(kāi)的渣料出口 ；并且， 該碳質(zhì)床包含大量顆粒，所述顆粒包含碳并且具有各種尺寸和形狀，從而在顆粒之間留出空隙，并且其中所述顆粒的強(qiáng)度足以在該床上的工藝材料的壓力下保持顆粒之間的空隙，并且該包含碳的大量顆粒具有其碳含量的至少25%的不同于焦炭的顆粒，選自天然木材的木塊、包含含碳細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑的磚塊及其混合物。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中: 該碳質(zhì)床的不是焦炭的顆粒包含從在該床之上的供料材料入口添加到工藝材料或者注入到該碳質(zhì)床中的一定量的含碳物質(zhì)。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中: 添加到該床中的含碳物質(zhì)包括碳細(xì)屑。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中: 不同于焦炭的床顆粒包括由至少大約50%重量碳的含碳細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑構(gòu)成的磚塊。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中: 包含碳的不同于焦炭的床顆粒包括包含一定量的碳細(xì)屑和波特蘭水泥的磚塊。
6.權(quán)利要求5的設(shè)備,其中: 所述磚塊另外包含一定量的膨潤(rùn)土、砂、硅酸鈉、飛灰、氫氧化鋁中的一種或多種，以及一種或多種催化劑。
7.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中: 包含碳的不同于焦炭的床顆粒包括包含一定量的碳細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑的磚塊并且所述磚塊中的碳細(xì)屑是含碳材料小塊，具有大約一微米至一厘米的平均橫截面尺寸。
8.權(quán)利要求7的設(shè)備，其中: 碳細(xì)屑是先前氣化或燃燒工藝的產(chǎn)物并且具有至少大約50%的總碳重量％。
9.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中: 該反應(yīng)器容器包括包含碳質(zhì)床的第一部分，以及在該第一部分之上一直到排氣口的第二部分，在其整個(gè)高度的至少80%上具有圓錐形側(cè)壁構(gòu)造，其所圍繞的體積從該第二部分的底部到頂部在擴(kuò)大；并且 該一個(gè)或多個(gè)供料材料入口包括多個(gè)在該碳質(zhì)床之上延伸通過(guò)該反應(yīng)器容器的側(cè)壁的所述入口。
10.權(quán)利要求9的設(shè)備，其中: 該一個(gè)或多個(gè)供料材料入口穿過(guò)該反應(yīng)器容器的側(cè)壁而定位于不大于從反應(yīng)器容器的最底部開(kāi)始向上大約一半并且不大于沉積到碳質(zhì)床上的工藝材料的頂部表面之上大約Im的水平處。
11.用于形成和保持適合用在熱解工藝中的具有焦炭替代單元的碳質(zhì)床的方法，包括以下的步驟: 形成多個(gè)非焦炭單元，所述非焦炭單元是以下形式中的任一種或者二者:不規(guī)則形狀的天然木塊，以及包含含碳細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑的磚塊； 通過(guò)一定量的焦炭顆粒形成初始碳質(zhì)床，其中該初始床的碳含量的至少大約25%由所述量的非焦炭單元提供并且該初始床的碳含量的最高達(dá)大約75%由所述量的焦炭顆粒提供； 使用該碳質(zhì)床進(jìn)行熱解工藝，包括使該床中的碳與其它添加的工藝材料在該床中在升高的溫度下反應(yīng)，并且在該熱解工藝的過(guò)程中通過(guò)添加另外的碳材料來(lái)補(bǔ)充碳材料，所述另外的碳材料的至少25%不是焦炭。
12.權(quán)利要求11的方法，其中: 形成多個(gè)非焦炭單元之后是所述在反應(yīng)器容器中放置，在所述在反應(yīng)器容器中放置之前不進(jìn)行所述單元的干燥或燒焦。
13.權(quán)利要求11的方法，其中: 形成多個(gè)非焦炭單元之后是進(jìn)行以下操作中的任一種或者二者:在所述在反應(yīng)器容器中放置之前至少一些所述單元的表面的一定的干燥和燒焦。
14.權(quán)利要求11的方法，其中: 熱解工藝的實(shí)施在熱反應(yīng)器中進(jìn)行，在該熱反應(yīng)器中，床中的升高的溫度通過(guò)將等離子體加熱的氣體注入到該床中來(lái)產(chǎn)生或者該床通過(guò)燃料的點(diǎn)燃而被初始活化以產(chǎn)生升高的溫度；并且 在實(shí)施熱解工藝的過(guò)程中碳材料的補(bǔ)充包括在初始床的頂部與添加的工藝材料一起或者散布有添加的工藝材料來(lái)添加碳材料。
15.權(quán)利要求14的方法，其中: 初始床的形成包括該初始床的碳含量的至少大約50%是非焦炭單元的并且該初始床的碳含量的最高達(dá)大約50%由所述量的焦炭提供； 初始床形成并保持在反應(yīng)器容器中最高達(dá)大約2m的深度處；并且 添加到該床的工藝材料包括至少大約50 %重量的生物質(zhì)材料。
16.權(quán)利要求11的方法，其中: 多個(gè)非焦炭單元的形成包括形成包含含碳細(xì)屑和波特蘭水泥的磚塊。
17.權(quán)利要求16的方法，其中: 磚塊的形成進(jìn)一步包括添加膨潤(rùn)土、砂、硅酸鈉、飛灰、氫氧化鋁中的一種或多種以及一種或多種催化劑到含碳細(xì)屑和波特蘭水泥的混合物中。
18.權(quán)利要求16的方法，其中: 磚塊的形成包括回收并與波特蘭水泥混合一定量的碳細(xì)屑，所述碳細(xì)屑是在等離子體存在或不存在的情況下使用碳的熱解工藝的未反應(yīng)的副產(chǎn)物。
19.權(quán)利要求16的方法，其中: 磚塊的形成包括回收并與波特蘭水泥混合一定量的碳細(xì)屑，所述碳細(xì)屑是使用碳的燃燒工藝的未反應(yīng)的副產(chǎn)物。
20.權(quán)利要求14的方法，其中: 碳材料的補(bǔ)充進(jìn)一步包括將含碳細(xì)屑注入到該床中。
21.氣化和玻璃化反應(yīng)器設(shè)備，包括: 反應(yīng)器容器，該反應(yīng)器容器包含碳質(zhì)床并且具有用于在該床內(nèi)建立升高的溫度的裝置；該反應(yīng)器容器還具有在該床之上的一個(gè)或多個(gè)用于將來(lái)自該容器外部的工藝材料沉積到該床上的供料材料入口，在該床之上的一個(gè)或多個(gè)用于氣體產(chǎn)物從該容器離開(kāi)的排氣口，以及在該床底部的一個(gè)或多個(gè)用于熔融和玻璃質(zhì)材料從該容器離開(kāi)的渣料出口 ；并且，該碳質(zhì)床包含大量顆粒，所述顆粒包含碳并且具有各種尺寸和形狀，其中該床的總碳含量的至少25%在選自以下的顆粒中: 天然木材的木塊， 包含含碳細(xì)屑和一種或多種粘結(jié)劑的磚塊， 來(lái)自鋁加工的廢電解槽內(nèi)襯材料， 來(lái)自氣化反應(yīng)器的煙灰水殘?jiān)? 及其混合物。
22.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中: 該一個(gè)或多個(gè)供料材料入口穿過(guò)該反應(yīng)器容器的側(cè)壁而定位于不大于從反應(yīng)器容器的最底部開(kāi)始向上大約一半并且不大于沉積到碳質(zhì)床上的工藝材料的頂部表面之上大約Im的水平處。
23.權(quán)利要求21的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 用于將碳細(xì)屑注入到碳質(zhì)床的穿過(guò)反應(yīng)器容器的側(cè)壁的另外的入口。
24.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中: 經(jīng)過(guò)碳質(zhì)床之上的供料材料入口提供的工藝材料的一部分，以及經(jīng)過(guò)另外的入口提供的碳細(xì)屑，它們二者之一或者二者包含另外的非焦炭的碳材料。
25.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中: 所述另外的非焦炭的碳材料包括作為處理碳質(zhì)材料的未反應(yīng)產(chǎn)物的碳細(xì)屑。
26.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中: 非焦炭材料包括選自煤、灰、煙灰微粒及其混合物的材料。
27.權(quán)利要求21的設(shè)備，其中: 所述另外的入口包括至少一個(gè)下述這樣的入口，所述入口被布置為接受來(lái)自包含噴射器的布置的碳細(xì)屑，所述噴射器接受處于第一壓力的固體的運(yùn)載氣體以及處于更高的第二壓力的加壓氣體，以將來(lái)自第一氣體的固體注入到碳質(zhì)床中。
28.權(quán)利要求21的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 在供料材料入口之下并且在碳質(zhì)床之上橫跨反應(yīng)器容器的柵網(wǎng)，該柵網(wǎng)具有有助于支撐在碳質(zhì)床之上的沉積的工藝材料的固體元件，并且還在所述固體元件之間具有開(kāi)孔，所述開(kāi)孔允許氣體從碳質(zhì)床向上流動(dòng)并且允許熔融和玻璃質(zhì)材料向下流動(dòng)到碳質(zhì)床。
29.用于形成在熱反應(yīng)器的碳質(zhì)床的顆粒之間使用的碳質(zhì)制品的原材料，其包括: 以除了水的大致重量％包含以下物質(zhì)的組成: 含碳顆粒，40-95份， 二氧化硅,0-30份， 碳酸鈣，0-25份，飛灰0-40份， 波特蘭水泥，0-20份， 硅酸鉀水泥，0-20份， 硅酸鋁水泥，0-20份， 高嶺土，0-20份， 鈉膨潤(rùn)土，0-20份， 鈣膨潤(rùn)土，0-20份， 鉀膨潤(rùn)土，0-20份， 硅酸鈉，0-20份 氫氧化招，0-10份， 鎳，0-5份，以及 鐵，0-5份。
30.用于利用權(quán)利要求29的 材料生產(chǎn)在熱反應(yīng)器的碳質(zhì)床中使用的碳質(zhì)材料的單元的方法，包括以下步驟: 將該材料與一定量的水混合以形成可模制混合物； 將該可模制混合物倒入具有在碳質(zhì)床中使用的預(yù)定尺寸和形狀的模具中；并且 使在模具中的可模制混合物凝固并且風(fēng)干，或者施加熱和壓力二者之一或二者。
31.權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)包括以下的步驟形成碳質(zhì)床: 從模具中移出模制的單元，所述模具被成形為向所述單元提供大約10cm-25cm的平均橫截面尺寸， 將一定量的模制的單元引入到熱反應(yīng)器中以形成碳質(zhì)床，其中床碳含量的至少大約25%是模制的單元的碳。
【文檔編號(hào)】C04B35/52GK103958046SQ201280050768
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】J·桑托伊恩尼, P·范尼爾洛普, M·E·赫伊爾, A·戈羅德斯基, S·利瑟, K·O·?？怂? 申請(qǐng)人:阿爾特Nrg公司