[發(fā)明專利]碳轉(zhuǎn)換器、其操作方法與用于產(chǎn)生CO或合成氣體的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480054029.6
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN105592907B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐拉芙·庫爾
• 申請（專利權(quán)）人: CCP技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;C10J3/04;C10K1/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11205
• 代理人: 楊貝貝,臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及C轉(zhuǎn)換器(碳轉(zhuǎn)換器，carbon converter)、并有C轉(zhuǎn)換器的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

DE 10 2012 008 933揭示用于制造一氧化碳的方法及裝置，其中一氧化碳是在850℃以上的溫度下在有碳參與的情況下自二氧化碳制造。此外，DE 10 2012 010 542揭示用于制造合成氣體的方法及裝置。在上文所提及的兩個現(xiàn)有技術(shù)方法中，將含碳的熱粒子流引入至碳轉(zhuǎn)換器中。在此等現(xiàn)有技術(shù)方法中，碳轉(zhuǎn)換器中的轉(zhuǎn)換可能不完全。此外，熱損失可能發(fā)生，其影響此等已知方法的成本效益。在已知方法及裝置中，粒子可能沉積在轉(zhuǎn)換器中，此可導(dǎo)致操作的中斷。

US 6 077 490A揭露一種用于過濾熱合成氣體的裝置，其包括具有兩個過濾器腔室的過濾器，它們交替地用做過濾器且經(jīng)清潔。在操作期間，含有未反應(yīng)的碳黑的熱合成氣體經(jīng)引入至其中一個過濾器腔室。一旦累積太多碳黑，則通過準許空氣(即N₂和O₂)反向流動來進行清潔步驟。所累積的碳經(jīng)燒去。因此，可避免導(dǎo)致煤煙累積的惰性氣體吹掃。US 5 809 911 A揭露一種廢棄物處理系統(tǒng)，其燃燒或熔化混合的廢棄物材料。在氣態(tài)流出過程子系統(tǒng)(其包括高溫過濾器)中處理穩(wěn)定流出的氣體。高溫過濾器包括兩個過濾器元件，其過濾流出的氣體中夾帶的粒子且平行地操作。過濾器元件可經(jīng)逆流洗滌與空氣(即N₂和O₂)、N₂或流并行。經(jīng)逆流洗滌的粒子將安置于廢棄物燃燒床(粒子和爐渣混合處)上。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的為提供碳轉(zhuǎn)換器及操作所述碳轉(zhuǎn)換器的方法，其可克服以上問題中的至少一個，詳言之允許實現(xiàn)長期且無中斷的操作周期，且其中引入至轉(zhuǎn)換器中的材料可得到完全轉(zhuǎn)換。

此問題是通過一種C轉(zhuǎn)換器來解決，所述C轉(zhuǎn)換器包括：用于包括第一氣體(氫氣)及含碳粒子的霧劑(aerosol)的至少一個霧劑轉(zhuǎn)換器入口；此外，用于第二氣體(H₂O或含有CO₂的廢氣)的至少一個轉(zhuǎn)換器氣體入口；至少兩個轉(zhuǎn)換器出口；及至少兩個轉(zhuǎn)換器腔室，其各自包括用以自所述霧劑過濾含碳粒子的至少一個過濾器。所述C轉(zhuǎn)換器還包括至少一個改向器件，其用以交替地將所述至少兩個轉(zhuǎn)換器腔室的一小部分與a)至少一個霧劑轉(zhuǎn)換器入口或b)至少一個轉(zhuǎn)換器氣體入口連接；及至少一個排放器件，其用以交替地將所述至少兩個轉(zhuǎn)換器腔室的一小部分與所述轉(zhuǎn)換器出口中的至少一個連接或斷開所述連接。所述C轉(zhuǎn)換器能夠不中斷地轉(zhuǎn)換含有碳粒子的霧劑，且可能達成供應(yīng)至轉(zhuǎn)換器中的材料的高轉(zhuǎn)換程度。

所述霧劑由碳粒子及氫氣組成。因此，無殘余材料剩余，且所供應(yīng)材料得到完全轉(zhuǎn)換。所述至少一個霧劑轉(zhuǎn)換器入口與至少一個碳氫化合物轉(zhuǎn)換器連接，所述碳氫化合物轉(zhuǎn)換器適于以等離子體操作，且用以將含有碳氫化合物的流體分解為包括含碳粒子和氫氣的霧劑。

在所述C轉(zhuǎn)換器的一個實施例中，第二氣體為諸如來自工廠、詳言之來自電廠或高爐的含有CO₂(二氧化碳)的廢氣(exhaust gas)。因此，對氣候有害的CO₂可在所述C轉(zhuǎn)換器內(nèi)轉(zhuǎn)換成是化學(xué)基本材料的一氧化碳，或者，所述第二氣體為H₂O蒸汽(水蒸汽)。因此，所述霧劑可在所述C轉(zhuǎn)換器內(nèi)轉(zhuǎn)換成CO/H₂氣體混合物，其中CO/H₂氣體混合物被稱為合成氣體且充當化學(xué)基本材料。

較佳地，所述過濾器為耐熱網(wǎng)狀過濾器或陶瓷過濾器，這是因為在C轉(zhuǎn)換器中普遍具有高溫以便達成含碳粒子的快速且完全的轉(zhuǎn)換。

較佳地，所述C轉(zhuǎn)換器的所述轉(zhuǎn)換器腔室包括作為過濾器的多孔陶瓷基底及陶瓷殼。因此，可達成所述轉(zhuǎn)換器腔室的簡單構(gòu)造，且可確保長的使用壽命。

較佳地，所述轉(zhuǎn)換器腔室被并排配置，以獲得自一個轉(zhuǎn)換器腔室至鄰近轉(zhuǎn)換器腔室的傳熱。在操作期間，熱霧劑被交替地供應(yīng)至所述轉(zhuǎn)換器腔室中，且一旦所述轉(zhuǎn)換器腔室被用含碳粒子填充至預(yù)定粒子填充程度，便通過在高溫下將所述第二氣體供應(yīng)至所述轉(zhuǎn)換器腔室而使其再生。鄰近轉(zhuǎn)換器腔室之間的傳熱阻止在再生周期期間發(fā)生的高熱損失。可避免使用額外加熱器，或至少可實施較小的額外加熱器。