[發明專利]用于產生氫和電的熱還原氣化方法

無效

• 申請號: 200680015666.8
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN101495603A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 愛德華·N·博蒂內利;謝里爾·A·杜馬;格倫·D·杜馬
• 申請（專利權）人: 濟阿冶金加工公司
• 主分類號: C10J3/06
• 分類號: C10J3/06;C10B1/04;C01B3/32;B01J8/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳 平

發明背景

1)發明領域

本發明一般而言涉及用于氣化有機材料的方法和裝置，并且更具體而言涉及用于從具有固定氫的廢有機材料諸如生物質、城市固體廢物、廢輪胎、汽車粉碎殘余物和農業廢物產生分子氫的方法和裝置。

2)現有技術

本領域中已知的是，煤由熱造成的熱解可用于生產類似石油的餾出物，它的氣體形態被稱為合成原油(syncrude)。在類似方法中，由天然氣的部分氧化的燃燒形成氣體燃料，從而形成氫和一氧化碳的氣體混合物。此具有優異還原性質的氣體混合物通常稱為合成氣或轉化氣，并且經常將它用在煉鐵和煉鋼中，將氧化鐵在相對低溫下金屬化成鐵。除了煉鐵之外，轉化氣不經常用作熱源因為它們具有比天然氣更低的熱含量。甲烷的燃燒熱是21528BTU/Lb或907BTU/立方英尺。氫的燃燒熱是51552BTU/Lb或273BTU/立方英尺，并且一氧化碳的燃燒熱是4242BTU/Lb或330BTU/立方英尺?；隗w積，轉化氣具有天然氣熱含量的約三分之一，然而，基于重量，假定有相等摩爾百分率的一氧化碳和氫，所述混合物的燃燒熱為7489BTU/Lb?；谥亓?，氫具有比天然氣高得多的熱含量。氫唯一的燃燒產物是水，因此作為燃料具有非常低的環境影響。因為它的高燃燒熱和環境友好性，已經將氫認定為選擇用來補充或代替汽油的燃料。也認為氫比石油基的燃料對于操作有較少危險，因為它是如此揮發性以致如果意外釋放，則它將容易地分散，并且分散的速率如此之快，以致于將有充分數量以致存在爆炸水平的可能性最小化。相反，僅有一部分汽油是揮發性。

許多州，最顯著的是加利福尼亞，已經啟動研究以評價為通過氫或混合系統提供動力的汽車及其他車輛提供氫分配網絡的可行性。所述研究一般確定了兩個可行的解決方案，一個是沿著電力網，產生設施使用電而產生氫，和另一個是在中央產生氫，然后作為壓縮氣體或低溫液體分配。所述解決方案認為，大多數能量源基本上是集中的，或者作為大的產生設施像水電站、煤廠或核電站或作為帶有油罐區的精煉廠。雖然存在規模經濟，但是大量的電生成設施在所述電網上具有顯著的能量損失，并且由分配網絡本身的投資成本進一步增加能量的成本。來自裂化設施諸如精煉廠的氫，或者作為壓縮氣體或者作為管道氣體的分配具有增加的分配費用，并且依賴石油。

需要的是可以可靠地或者直接或者間接產生燃料的系統用作氫源，其中所述系統將基本上是獨立式的，并且能利用用于動力的非常規材料。所述系統優選應當僅需要最小的分配網絡并且，在需要時，能補充現有的電力網。

發明概述

本發明提供用于熱加工初級或者次級來源的有機基原料以便提取揮發性有機蒸氣并選擇性生產不可冷凝的合成氣的方法和裝置，所述合成氣富有氫和一氧化碳，用作化學加工的初級原料或用作燃料。本發明提供單一或混合來源的天然或合成有機材料和高度可變的顆粒大小和形狀的環境安全的、有效的和多用途的加工。

本發明也提供用于產生燒焦物的方法和裝置，所述燒焦物是基本上惰性材料的玻璃質摻合物，所述的基本上惰性材料是填埋安全和/或具有作為玻璃質材料商業應用的。具有商業應用的玻璃質材料的實例是磚、瓦、顏料、填料和陶瓷。本發明也提供將尺寸過大的殘留材料與來自要被玻璃化的材料的燒焦物相分離。