[發明專利]高溫轉化器

有效

• 申請號: 200910171646.5
• 申請日: 2005-04-11
• 公開（公告）號: CN101665722A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 金顯泳
• 申請（專利權）人: 金顯泳
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳貴明;張 英

本申請是申請日為2005年4月11日、申請號為 200510064773.7、名稱為“高溫轉化器”的專利申請的分案申請。

相關申請

本申請要求2004年4月9日提交的韓國申請第KR 10-2004-0024675號和2004年11月16日提交的韓國申請第KR 20-2004-0032456號的優先權。

技術領域

本發明涉及一種將有機材料(含碳化合物)如煤和化石燃料以 及它們的混合物氣化為合成氣的方法(該方法包括將廢物氣化為合 成氣)，以及一種氣化裝置。

背景技術

轉化/氣化反應是吸熱還原反應并且反應熱必須被連續地供給 以持續操作。此外，該還原反應在低于1200℃的溫度下非常緩慢。 參見Kim，Hyun?Yong?International?Journal?of?Hydrogen?Energy， Vol.28/11，pp.1179～1186。

在傳統的氣化方法中，氧氣被注入氣化反應器以燃燒部分含碳 原料，而由燃料產生的熱量用來將反應爐保持在高溫。另外，供給 外加熱蒸汽以促進氣化以及增加在產生的合成氣中氫氣的濃度。在 低于1200℃的溫度下，該反應非常緩慢，并且經常使用金屬催化劑 以促進氣化。

2000年9月19日公布的美國專利第6,120,567號、2000年7 月4日公布的美國專利第6,084,147號、以及1999年12月14日公 布的美國專利第6,001,144號描述了傳統的蒸汽轉化方法，即將O₂氣體和含碳物質注入各種兩段反應器以完成有機材料的轉化反應。

同樣地，1999年11月9日公布的美國專利第5,980,858號和 2000年5月16日公布的美國專利第6,063,355號描述了兩段蒸汽轉 化反應器以產生H₂氣體并導致產生NH₃氣體。1974年7月9日公 布的美國專利第3,823,227號和1973年9月18日公布的美國專利 第3,759,677號描述了通過蒸汽轉化固體廢物(包括固體城市廢物) 的氣化。該氣化反應是在存在堿金屬碳酸鹽以及溫度在427℃和871 ℃之間的條件下進行。

在所有上述情況下，其中反應器溫度沒有達到1200℃，發生的 轉化/還原反應非常少，并且合成氣的產生最多也不過是最低限度。

在氣化中發生的氧化反應表示如下：

C+O₂→CO₂????????????????????(1)

2(-CH₂-)+3O₂→2H₂O+2CO₂→????(2)

反應1表示通常發生在煤中的燃料反應，其主要成分是碳，而 反應2是與含碳材料如化石燃料發生的主要燃燒反應。

氧氣的需要量，其隨供給到反應器的煤(C)或化石燃料(-CH₂-) 的情況而變化，占煤或化石燃料重量的0.5～1.0。供給到反應器的氧 氣是按照反應1和反應2進行消耗以增加反應器溫度并產生燃燒產 物H₂O和CO₂。

燃燒產物還原煤的所有碳原子，如反應3和反應4所示。與燃 燒反應相比氣化反應需要更長的反應時間以及更高溫度以持續反 應。將有機材料如化石燃料(-CH₂-)的氣化反應表示為反應5和反 應6。

C+H₂O→CO+H₂???????????(3)

C+CO₂→2CO?????????????(4)

(-CH₂-)+H₂O→CO+2H₂????(5)

(-CH₂-)+CO₂→2CO+H₂????(6)