用合成氣作為工作介質(zhì)的逆流氣化的制作方法
【專利摘要】一種自熱方法用于在具有還原區(qū)(12)和氧化區(qū)(6)的垂直過程室(2)中連續(xù)氣化富碳物質(zhì)(A)，在氧化區(qū)中用含氧氣體(8)氧化在還原區(qū)中煅燒的富碳物質(zhì)，其中在垂直過程室頂部排出氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)，垂直過程室構(gòu)造成垂直井式爐的形式，本身并未氧化的松散物質(zhì)(3)連續(xù)地由頂部至底部由其流過，其中將富碳物質(zhì)在進(jìn)入垂直過程室之前加入松散物質(zhì)。其特征在于，將含一氧化碳的氣體作為冷卻氣體(10)引入在垂直井式爐的下端的冷卻區(qū)(11)。為了能夠生產(chǎn)高價值的具有最小惰性氣體份額的合成氣，而不負(fù)面影響逆流氣化能量效率，本文建議的是將含一氧化碳的氣體作為冷卻氣體(10)引入在垂直井式爐的下端的冷卻區(qū)(11)。
【專利說明】用合成氣作為工作介質(zhì)的逆流氣化
[0001]本發(fā)明涉及用于在具有還原區(qū)和氧化區(qū)的垂直過程室中連續(xù)氣化富碳物質(zhì)的自熱方法，在氧化區(qū)中用含氧氣體氧化在還原區(qū)中煅燒的富碳物質(zhì)，其中在垂直過程室頂部排出氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，垂直過程室構(gòu)造成垂直井式爐的形式，本身并未氧化的松散物質(zhì)連續(xù)地由頂部至底部由其流過，其中將富碳物質(zhì)在進(jìn)入垂直過程室之前加入松散物質(zhì)。
[0002]所述方法是已知的并且例如在逆流氣化器中進(jìn)行，其中向氣化器底部移動的煤產(chǎn)物或生物質(zhì)在逆流中被所產(chǎn)生的過程氣流動包圍。產(chǎn)生的過程氣能夠立即燃燒或用于化學(xué)合成。上述方法的缺點是，盡管其因為所供給的富碳物質(zhì)能夠自熱地進(jìn)行，但是過程氣非常取決于各自所供給的富碳物質(zhì)，并且方法相應(yīng)地難以控制。該方法完全不適于污染的富碳物質(zhì)，比如含氟和含氯的塑料、污染廢料等。
[0003]在電力低身豎爐使用殘余物和廢料是已知的；其中于很高的溫度，碳化鈣、硅鐵、鉻鐵等能夠以更節(jié)省能量的方式產(chǎn)生。然而，上述方法并不自熱地進(jìn)行；相反，必需通過自灼燒或自烘烤電極進(jìn)行顯著的能量輸入來產(chǎn)生必要的高溫。一種這樣的方法描述于例如德國專利公開DElO 2006 023 259 Al和直接關(guān)聯(lián)于前述物質(zhì)的制備。
[0004]最初描述類型的方法已知自奧地利專利公開AT 387 786 B,其描述并不自身氧化的引入循環(huán)中的松散物質(zhì)的用 途。
[0005]在DE 10 2007 062 414.1-24中，描述了最初提及的用于富碳物質(zhì)氣化類型的過程，其提出用逆流氣化器將大多數(shù)各種碳攜帶物轉(zhuǎn)化為合成氣。該過程使用循環(huán)中攜帶的松散物質(zhì)，作為反應(yīng)移動床；優(yōu)選作為細(xì)物質(zhì)加入堿性物質(zhì)，特別是氧化鈣(CaO)，或者甚至全部松散物質(zhì)由CaO組成。該過程的進(jìn)一步必要特征是冷卻區(qū)的發(fā)展，其中以能量有效的方式預(yù)熱必要的氣化介質(zhì)比如空氣和/或水，而循環(huán)中攜帶的松散物質(zhì)得以冷卻。作為結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的能量效率；然而，其缺點是，僅在使用空氣的情況下能夠為方法提供足量冷卻氣體，以用于充分冷卻全部松散物質(zhì)。然而，特別是對于松散物質(zhì)的有利循環(huán)，必需的是冷卻區(qū)中的大規(guī)模冷卻，原因是僅僅此時分離污染的細(xì)物質(zhì)并再次混合富碳物質(zhì)比如塑料，才在邏輯上是可能的。此時，空氣中高比例的氮必然作為惰性氣體成分進(jìn)入合成氣，從而大副降低合成氣的產(chǎn)熱值并限制其作為合成原料或能量載體的效用。這形成所謂的弱氣體(Schwachgas)，將其用作能量載體時僅能實現(xiàn)降低的火焰溫度；同時因為顯著更大的氣體量，管線和燃燒器系統(tǒng)的尺寸擴(kuò)展通常也是必需的。
[0006]對于本發(fā)明，提出的任務(wù)因此是如下文所述地改善上文所述類型的方法，從而能夠產(chǎn)生具有最低的惰性氣體份額的高品質(zhì)合成氣，而并不不利地影響逆流氣化過程的能量效率。
[0007]該任務(wù)用最初定義類型的方法得以解決，其中將含一氧化碳的氣體作為冷卻氣體引入在垂直井式爐的下端的冷卻區(qū)。
[0008]已展示的是，將含一氧化碳的氣體、特別是合成氣用作冷卻介質(zhì)確保冷卻區(qū)中松散物質(zhì)的有效冷卻。在此排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物能夠用作合成氣，從而進(jìn)行方法內(nèi)的合成氣部分循環(huán)。經(jīng)證實特別有利的是，作為在逆流氣化器還原區(qū)中與碳重新接觸的結(jié)果，一般存在于合成氣中的二氧化碳的比例能夠通過循環(huán)顯著降低，因為它們通過Boudouard反應(yīng)至少部分地再次轉(zhuǎn)化為一氧化碳。
[0009]本發(fā)明的又一實施方式還能夠包括，至少部分使用來自碳熱過程、例如來自用于生鐵生產(chǎn)的高爐或來自煤的煉焦過程的過程氣作為冷卻氣體。還能夠使用來自電熱過程的、例如來自用于碳化鈣生產(chǎn)的電力低身豎爐的過程氣。
[0010]優(yōu)選，垂直過程室中的松散物質(zhì)具有多至30cm的顆粒尺寸。
[0011]已展示的是，采用這種顆粒尺寸，可容易地實現(xiàn)在穩(wěn)定的、在移動中連續(xù)保持的松散床(Schiittung)和同時具有對氣體逆流的適當(dāng)氣體滲透性。
[0012]在方法的進(jìn)一步構(gòu)成方案中提供，垂直過程室中的松散物質(zhì)完全或部分地由堿性物質(zhì)、例如粗粒氧化鈣組成，和/或例如將粗粒氧化鈣或粉末狀氧化鈣和/或氫氧化鈣與這些堿性物質(zhì)混合。
[0013]在粗形式中，這些物質(zhì)使得移動床反應(yīng)器的適當(dāng)氣體滲透性成為可能，其中這些物質(zhì)適于結(jié)合污染物比如硫、鹵素或重金屬。細(xì)?；蚍刍膶嵤┓绞绞翘貏e優(yōu)選的，原因是在那些情況中可實現(xiàn)顯著更大的反應(yīng)表面積，而堿性物質(zhì)還能夠在氣相中用作污染物粘合劑(Schadstoffbinder)。
[0014]在使用氧化鈣的情況下，優(yōu)勢是在有機(jī)物質(zhì)氣化中的催化作用。該催化作用將在氣化或煉焦中發(fā)生的油狀或焦油狀產(chǎn)物降低到最小，其中同時在較低溫度發(fā)生熱裂解并且導(dǎo)致明顯增加的合成氣收率。
[0015]還有利的是，如果垂直過程室具有在氧化區(qū)范圍的助燃器(StUtzfeuerung)，該助燃器經(jīng)由燃燒器噴槍用燃料和用氧化氣體驅(qū)動。
[0016]一方面，在方法操作時使用助燃器；而另一方面，在標(biāo)準(zhǔn)化操作中，助燃器允許將氧化區(qū)局部固定在移動床反應(yīng)器的爐身當(dāng)中。在此能夠進(jìn)行控制，從而氧化氣體能夠相對噴槍中的燃料化學(xué)計量地或甚至超化學(xué)計量地以空氣和/或氧的形式引起。作為結(jié)果，氣化過程所需氧化氣體的量的全部計量能夠經(jīng)由噴槍完成。
[0017]在上游移動床反應(yīng)器中必要的氧化氣體量能夠通過加入空氣和/或工業(yè)氧引起；調(diào)節(jié)空氣或氧的量從而在氣化的全部階段中，提供< 1，優(yōu)選< 0.7，和特別優(yōu)選< 0.5的總λ。應(yīng)理解的是，在氧化氣體量中的氧份額相對空氣增加的情況下，反應(yīng)器中的總氣體通量能夠得以減少，而在封閉循環(huán)中，甚至不需要擔(dān)心氮富集。
[0018]為了最大地降低從氧化鈣的催化作用形成含油和含焦油裂解產(chǎn)物，在水蒸氣和氧化鈣和/或碳酸鈣和/或氫氧化鈣存在下，在垂直過程室中和/或在排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的氣相中在高于400°C能夠進(jìn)行氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的鈣催化重整。在該過程，大量份額所產(chǎn)生的含油和/或含焦油的具有> C4鏈長的裂解產(chǎn)物，被轉(zhuǎn)化為一氧化碳、二氧化碳和氫。必要的水蒸氣能夠有目的地計量加入垂直過程室和/或還原區(qū)上的氣相。其中從有機(jī)物質(zhì)殘余水分原位提供水蒸氣的實施方式也是有利的。在此情況中，可以視情況完全不計量加水。
[0019]在進(jìn)行向冷卻區(qū)的返回之前，排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物優(yōu)選至少部分經(jīng)由換熱器冷卻。優(yōu)選，在冷卻之前，粉末通過物理分離方法、例如經(jīng)由過濾系統(tǒng)分離。在引入冷卻區(qū)之前有目的的撤去加熱，改善系統(tǒng)的總效率并且是在過程整個優(yōu)化中的進(jìn)一步步驟。
[0020]如果使用工業(yè)氧，則例如經(jīng)由物理的、優(yōu)選電流操作的分離方法將其從空氣分離，例如通過蒸餾空氣分離，壓力變化吸收或膜分離方法并優(yōu)選以液體形式暫時儲存。另選地，工業(yè)氧還能夠經(jīng)由電化學(xué)方法、優(yōu)選通過電解水和/或二氧化碳獲得，并且其然后也優(yōu)選以液體形式暫時儲存。
[0021]優(yōu)選，除工業(yè)氧之外，通過物理分離過程從空氣平行地獲得工業(yè)氮并且優(yōu)選以液體形式儲存在槽容器中。
[0022]取決于所選分離方法，在從空氣制備工業(yè)氧時還能夠獲得工業(yè)氮，其類似地以液體形式暫時儲存在槽容器中；在其它方法中，比如在電解水和/或二氧化碳的情況下，還能夠獲得工業(yè)氫和/或碳，并且氫能夠以氣體形式暫時儲存而碳能夠以固體形式暫時儲存。
[0023]因為借助電流進(jìn)行物理分離方法和/或電化學(xué)方法的能力，在方法的優(yōu)選進(jìn)一步實施方式中可能從來自經(jīng)由風(fēng)力和/或太陽能的氣候依賴性發(fā)電的過量電流獲得該電流，原因是所分離的物質(zhì)能夠容易地以液體、氣體或固體形式暫時儲存在貯藏槽中，用于進(jìn)行本發(fā)明方法，從而在全國和/或全球能量概念框架中暫時發(fā)生的能量過量能夠得到充分補償。
[0024]前述的也通過獲得工業(yè)氧的過程獲得的氮，能夠用作惰性化氣體，用于啟動和關(guān)閉過程的意圖，和/或用于通過氣體脈沖清潔過濾系統(tǒng)，但是應(yīng)理解的是也可能用于其它工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。
[0025]經(jīng)由燃燒器噴槍將所排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物引入氧化區(qū)至少部分作為稀釋氣體，而作為稀釋氣體經(jīng)由燃燒器噴槍返回的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的量優(yōu)選經(jīng)由作為控制參數(shù)的垂直過程室氧化區(qū)中的溫度加以調(diào)節(jié)。作為冷卻氣體返回進(jìn)入冷卻區(qū)的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的量經(jīng)由垂直過程室下出口松散物質(zhì)的溫度加以調(diào)節(jié)。
[0026]氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物優(yōu)選從垂直過程室通過氣體壓縮機(jī)排出，然后將其用于氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入垂直過程室氧化區(qū)和/或冷卻區(qū)的至少部分返回和/或用于將氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步攜帶至下游應(yīng)用和/或至氣體緩沖容器，而氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的返回另外還經(jīng)由額外的氣體壓縮機(jī)，例如從氣體緩沖容器引起。在冷卻區(qū)中，將水額外地用作冷卻和/或氣化介質(zhì)。
[0027]為了避免在過程中長期富集污染物，優(yōu)選的是在離開冷卻區(qū)之后通過物理分離方法、優(yōu)選篩選和/或分選將松散物質(zhì)分成各種顆粒級分，并且優(yōu)選將含有結(jié)合的污染物的細(xì)級分至少部分從此過程向外轉(zhuǎn)移。
[0028]在下文中，方法的一種實施方式與附圖結(jié)合加以進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029]圖1示例地顯示本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式。其意在解釋該方法而不是對其加以限制。
[0030]將粗粒形式且顆粒尺寸小于30cm的富碳物質(zhì)(A)的混合物，從上方經(jīng)由垂直滑槽，遞送至構(gòu)造成垂直過程室的逆流氣化器(2)。在進(jìn)入逆流氣化器(2)之前，將粗松散物質(zhì)(3)例如粗粒氧化鈣與這些富碳物質(zhì)混合。為了晚些時候結(jié)合包含于有機(jī)物質(zhì)中的污染物比如氯和重金屬，在進(jìn)入逆流氣化器(2)之前，將堿性物質(zhì)(4)、優(yōu)選細(xì)粒氧化鈣混入移動的松散物質(zhì)床。
[0031]富碳物質(zhì)、粗粒氧化鈣和堿性物質(zhì)的混合物借助重力由頂部至底部流過垂直過程室(2)。在逆流氣化器的中部區(qū)域具有燃燒器噴槍(5)，其在垂直過程室中提供恒定負(fù)荷的燃燒并且用于氧化區(qū)(6)的靜態(tài)構(gòu)造。這些燃燒器噴槍能夠用化石燃料(7)和含氧氣體
(8)驅(qū)動。另選于化石燃料，還能夠使用來自逆流氣化器(9)的合成氣。
[0032]在垂直過程室下端，將合成氣(10)，作為來自逆流氣化器(2)的含一氧化碳的氣體，引入作為冷卻氣體。該氣體首先在冷卻區(qū)(11)中冷卻松散物質(zhì)，隨后離開垂直過程室。在此過程中，在合成氣繼續(xù)向上流入垂直過程室期間將其預(yù)熱。
[0033]操作燃燒器噴槍(5)，從而含氧氣體⑶的量相對燃料(7)超化學(xué)計量地使用。因為在氧化區(qū)中產(chǎn)生的氧過量，流出冷卻區(qū)(11)進(jìn)入氧化區(qū)(6)的合成氣至少部分燃燒并在此過程中形成進(jìn)一步的二氧化碳和水蒸氣。在此過程中，氣化過程必需的能量通過釋放的反應(yīng)熱獲得。
[0034]按照逆流氣化原理，來自合成氣燃燒的二氧化碳和水蒸氣與來自有機(jī)物質(zhì)的焦炭在反應(yīng)區(qū)(12)中反應(yīng)，形成一氧化碳和水蒸氣。
[0035]對合成氣的量加以調(diào)節(jié)，從而一方面移動的松散物質(zhì)床在冷卻區(qū)(11)中完全冷卻，并且余燼被熄滅，而另一方面，必要過程能量的最高可能份額經(jīng)由合成氣覆蓋。
[0036]經(jīng)由燃燒器噴槍(5)引入的含氧氣體的量得以調(diào)節(jié)，從而垂直過程室中建立優(yōu)選小于0.5的總λ。作為結(jié)果，最初構(gòu)成氧化區(qū)(6)，其中高爐氣的可燃組分和有機(jī)物質(zhì)的殘余物與氧反應(yīng)以形成CO2和Η2。在過程室中的越向上則氧越少，從而最終僅能發(fā)生低溫碳化；直至更上部，最終全部氧被耗盡，從而構(gòu)成在完全的還原性條件下的還原區(qū)(12)。
[0037]相反地，如果由頂部至底部觀察包含富碳物質(zhì)、氧化鈣和堿性物質(zhì)的松散物質(zhì)混合物流，則首先在還原區(qū)(12)中發(fā)生的是所用的可能濕潤的物質(zhì)的干燥，直至100°C的內(nèi)部溫度。此后,物質(zhì)的內(nèi)部溫度進(jìn)一步上升,從而例如也包含于富碳物質(zhì)中的塑料的氣化過程開始，并且在多至500°C的內(nèi)部溫度，發(fā)生甲烷、氫和CO的形成。在大量脫氣之后，作為熱氣體上升離開氧化區(qū)出)的結(jié)果，物質(zhì)的內(nèi)部溫度進(jìn)一步升高，從而最終富碳物質(zhì)得以完全脫氣并且僅包含殘余焦炭即所謂的裂解焦炭，以及灰燼成分。在垂直過程室中，裂解焦炭和松散物質(zhì)向下進(jìn)一步運輸，在高于800°C的溫度在還原區(qū)(12)中通過與來自氧化區(qū)(6)的CO2組分進(jìn)行Boudouard反應(yīng)，其至少部分轉(zhuǎn)化為CO。通過與類似地包含于熱氣體中的水蒸氣的水煤氣反應(yīng)，某些裂解焦炭也在該區(qū)反應(yīng)，形成CO和氫。
[0038]最終，裂解焦炭的殘余物在氧化區(qū)(6)中1800°C以下的溫度，被經(jīng)由燃燒器噴槍流入的含氧氣體(8)氧化并加以熱利用。
[0039]移動的松散物質(zhì)床與剩余灰燼組分一起到達(dá)冷卻區(qū)(11)。
[0040]水(13)還能夠經(jīng)由水噴槍(14)計量加入冷卻區(qū)(11)，作為進(jìn)一步的冷卻和氣化介質(zhì)。
[0041]在上端抽吸(15)垂直過程室中形成的合成氣，從而在垂直過程室的上部氣體室
(16)中，優(yōu)選建立O至_200mbar的輕微負(fù)壓。
[0042]在氣化過程期間，取決于所用物質(zhì)的品質(zhì)，能夠產(chǎn)生顯著比例的氣態(tài)酸性含鹵素氣體或鹵素。因此有利的是，在進(jìn)入垂直過程室之前，將堿性物質(zhì)(4)與移動的松散物質(zhì)床混合。金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽特別適于此目的；使用細(xì)粒氧化鈣是特別優(yōu)選的，原因是由于其反應(yīng)性和大表面積，其自發(fā)地與形成的氣態(tài)鹵素化合物或鹵素反應(yīng)，并在此過程中形成固體鹽，其絕大部分與合成氣從垂直過程室抽吸排出。此外，其它污染物比如氯、氯化氫或甚至揮發(fā)性重金屬也能夠很有效地與氧化鈣結(jié)合，并以相同方式從過程中排出。
[0043]抽吸的合成氣含有粉塵，其主要由鹵素、細(xì)粒堿性物質(zhì)，其它污染物和惰性顆粒組成。含有粉塵的合成氣能夠在垂直過程室的氣體室(16)中，或者在離開垂直過程室之后，于(15)處，在水蒸氣和細(xì)粒氧化鈣存在下在高于400°C的溫度加以處理。該溫度能夠通過適當(dāng)調(diào)節(jié)含氧氣體(8)的量或通過氧化區(qū)(6)中的燃燒器噴槍(5)的加熱能力加以調(diào)節(jié)。然而，特別有利的是經(jīng)由燃燒器噴槍(17)將直接燃燒(Direktfeuerung)用至合成氣中，其用燃料和含氧氣體或甚至用過量的含氧氣體化學(xué)計量地操作。這種在水蒸氣和氧化鈣存在下的熱后處理，通過氧化鈣的催化作用，確保仍少量存在于合成氣中的油和焦油的分解。
[0044]然后，在高于300°C的溫度經(jīng)由熱氣體過濾(18)，將含有粉塵的合成氣除塵。含鹵素過濾粉塵(19)從過程中向外轉(zhuǎn)移。在過程的優(yōu)選實施方式中，對過濾粉塵(Filterstaub)也可能的是,在(4)處以細(xì)粒堿性物質(zhì)形式至少部分與松散物質(zhì)再次混合，由此實現(xiàn)部分循環(huán)的過濾粉塵移動。
[0045]產(chǎn)生的合成氣(9)實際上不合鹵素。其通過氣體冷卻器(20)冷卻并除去冷凝物(Kondensaten)。產(chǎn)生的冷凝物(21)能夠至少部分地作為冷卻和氣化介質(zhì)經(jīng)由水噴槍(14)再次用于垂直過程室中。
[0046]在氣體冷卻器中冷卻的合成氣在(15)處通過氣體壓縮機(jī)(22)從逆流氣化器(2)排出，并經(jīng)由氣體過濾器(18)和氣體冷卻器(20)抽吸，然后傳送用于進(jìn)一步的熱應(yīng)用或物質(zhì)應(yīng)用(23)。
[0047]氣體壓縮機(jī)(22)還能夠任選地用于傳送合成氣(10)的一部分流，用于在冷卻區(qū) (11)用作冷卻氣體。方法的這種實施方式是特別有利的，原因是在該情況下能夠省略否則必需的冷卻氣體壓縮機(jī)。
[0048]取決于位置條件和合成氣進(jìn)一步用途的類型，可以有利的是將合成氣導(dǎo)入氣體貯藏容器(24)。由此，能夠引導(dǎo)合成氣用于進(jìn)一步用途(25)。還存在的一個選項是，通過額外的氣體壓縮機(jī)(26)來進(jìn)行部分合成氣流(27)的計量加入，用于冷卻區(qū)(11)中的冷卻氣體。
[0049]垂直過程室下端出現(xiàn)的松散物質(zhì)混合物(28)主要含有粗粒松散物質(zhì)、灰燼殘余物和細(xì)粒氧化鈣。
[0050]為了除去結(jié)合的污染物和灰燼，特別優(yōu)選的是進(jìn)行松散物質(zhì)混合物(28)的篩選
(29);粗級分(30)優(yōu)選在(3)處于逆流氣化器(2)中再次用作松散物質(zhì)。
[0051]細(xì)篩選級分(31)含有灰燼殘余物，結(jié)合的污染物，和細(xì)粒氧化鈣。
[0052]方法的優(yōu)選實施方式在于，細(xì)篩選級分可能至少部分地作為細(xì)粒堿性物質(zhì)與松散物質(zhì)在(4)處再次混合，并由此實現(xiàn)細(xì)篩選級分的部分循環(huán)模式。
[0053]方法的特別優(yōu)選實施方式包括在(8)處用工業(yè)氧作為含氧氣體。作為結(jié)果，能夠產(chǎn)生特別富含產(chǎn)熱值的合成氣。為了降低在工業(yè)氧氧化中升高的火焰溫度，可以有利的是，通過氣體壓縮機(jī)(22)和/或額外的氣體壓縮機(jī)(26)，在(32)處向燃燒器噴槍中直接計量加入額外的合成氣。
【權(quán)利要求】
1.用于在具有還原區(qū)(12)和氧化區(qū)(6)的垂直過程室(2)中連續(xù)氣化富碳物質(zhì)(A)的自熱方法，在氧化區(qū)中用含氧氣體(8)氧化在還原區(qū)中煅燒的富碳物質(zhì)，其中在垂直過程室頂部排出氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)，垂直過程室構(gòu)造成垂直井式爐的形式，本身并未氧化的松散物質(zhì)(3)連續(xù)地由頂部至底部由其流過，其中將富碳物質(zhì)在進(jìn)入垂直過程室之前加入松散物質(zhì)，其特征在于，將含一氧化碳的氣體作為冷卻氣體(10)引入在垂直井式爐的下端的冷卻區(qū)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，作為冷卻氣體，至少部分將所排出的含一氧化碳的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物引入冷卻區(qū)(11)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，垂直過程室(2)中的松散物質(zhì)(3)具有多至30cm的顆粒尺寸。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，垂直過程室(2)中的松散物質(zhì)(3)完全或部分地由堿性物質(zhì)例如粗粒氧化鈣組成，和/或?qū)⒗绱至Ｑ趸}和特別優(yōu)選粉末狀氧化鈣和/或氫氧化鈣與這些堿性物質(zhì)(4)混合。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，在垂直過程室(2)中和/或在所排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)的氣相中，在水蒸氣和氧化鈣和/或碳酸鈣和/或氫氧化鈣存在下，在高于400°C的溫度進(jìn)行大量份額的所產(chǎn)生的含油和/或含焦油的裂解產(chǎn)物的鈣催化重整，所述裂解產(chǎn)物具有大于C4的鏈長，產(chǎn)生一氧化碳，二氧化碳和氫。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，垂直過程室(2)具有在氧化區(qū)(6)區(qū)域的助燃器，該助燃器經(jīng)由燃燒器噴槍(5)用燃料(7)和用含氧氣體(8)驅(qū)動。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，通過加入空氣和/或工業(yè)氧作為氧化氣體(8)引起垂直過程室(2)中的氣化，并且調(diào)節(jié)空氣或氧的量使得在氣化的全部階段中，引起小于1，優(yōu)選小于0.7，和特別優(yōu)選小于0.5的總λ。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，在進(jìn)行向冷卻區(qū)(11)的返回之前，將排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)至少部分地經(jīng)由換熱器(20)冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，在經(jīng)由換熱器(20)冷卻之前，首先將排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)通過物理分離過程、優(yōu)選經(jīng)由過濾裝置(18)除去粉塵。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，作為含氧氣體(8)使用工業(yè)氧和/或富含工業(yè)氧的空氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，用于含氧氣體(8)的工業(yè)氧經(jīng)由物理的、優(yōu)選電流驅(qū)動的分離過程從空氣分離，例如通過蒸餾空氣分離、變壓吸附或膜分離過程，并且優(yōu)選以液體形式暫時儲存。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，用于含氧氣體(8)的工業(yè)氧經(jīng)由電化學(xué)過程、優(yōu)選通過電解水和/或二氧化碳獲得，并且優(yōu)選以液體形式暫時儲存。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項的方法，其特征在于，經(jīng)由含氧氣體(8)的氧含量調(diào)節(jié)氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)的產(chǎn)熱值，而所述氧含量通過工業(yè)氧和空氣的比例調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，除工業(yè)氧之外，通過物理分離過程從空氣平行地獲得工業(yè)氮并且優(yōu)選以液體形式暫時儲存在槽容器中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，除工業(yè)氧之外，通過電解從水和/或二氧化碳平行地獲得工業(yè)氫和/或碳，并且氫優(yōu)選以氣體形式暫時儲存在壓力容器中和/或碳以固體形式暫時儲存。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項的方法，其特征在于，物理分離過程和/或電解獲得方法經(jīng)由風(fēng)力和/或太陽能的氣候依賴性發(fā)電的過量電流驅(qū)動，所分離的物質(zhì)以液體、氣體或固體形式緩沖儲存在貯藏槽中以用于方法當(dāng)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，方法中所獲得的氮作為惰性氣體用于啟動和關(guān)閉目的和/或通過氣體脈沖用于過濾系統(tǒng)的清潔。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，將排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)至少部分作為稀釋氣體(32)經(jīng)由燃燒器噴槍(5)引入氧化區(qū)(6)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于，作為稀釋氣體(32)經(jīng)由燃燒器噴槍(5)返回的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(15)的量經(jīng)由作為調(diào)節(jié)參數(shù)的垂直過程室的氧化區(qū)(6)的溫度加以調(diào)節(jié)。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，作為冷卻氣體(10)返回冷卻區(qū)(11)的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的量經(jīng)由垂直過程室下出口(28)處的松散物質(zhì)的溫度加以調(diào)節(jié)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求 中任一項的方法，其特征在于，氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物通過氣體壓縮機(jī)(22)從垂直過程室排出，然后將其用于氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(10)向垂直過程室的氧化區(qū)(6)和/或冷卻區(qū)(11)的至少部分返回和/或用于攜帶氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步至下游應(yīng)用(25)和/或至氣體緩沖容器(24)。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物(27)的返回經(jīng)由額外的氣體壓縮機(jī)(26)引起，優(yōu)選來自氣體緩沖容器(24)。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，在冷卻區(qū)(11)中，水(13)額外地用作冷卻和/或氣化介質(zhì)。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，在離開冷卻區(qū)之后，通過物理分離方法(29)、優(yōu)選篩選和/或分選將松散物質(zhì)(28)分為各種顆粒級分，和優(yōu)選將含有結(jié)合的污染物的細(xì)級分(31)至少部分地向外轉(zhuǎn)移出過程。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其特征在于，用物理分離方法(29)導(dǎo)致的粗級分(30)至少部分地于(3)處在上游移動床反應(yīng)器(2)中再次用作松散物質(zhì)。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，作為冷卻氣體，將來自碳熱過程的含有一氧化碳的過程氣，比如來自生鐵生產(chǎn)高爐的高爐氣和/或來自煤煉焦過程的焦炭氣體，至少部分地引入冷卻區(qū)(11)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法,其特征在于,作為冷卻氣體,將來自電熱過程的含有一氧化碳的過程氣，比如用于碳化鈣生產(chǎn)的電力低身豎爐的爐氣，至少部分地引入冷卻區(qū)(11)。
【文檔編號】C10J3/12GK104039933SQ201280062332
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】R·默勒, L·鮑曼 申請人:?？寺迤沼邢薰?br>