[发明专利]生产产物气体与蒸汽的方法及实施该方法的模块化产物气体-蒸汽反应器

说明书

技术领域

根据权利要求1及12，本发明分别涉及一种产生蒸汽与产物气体的方法以及用来实施该方法的模块化产物气体/蒸汽反应器。

本发明的方法可以细分成第一子方法以及第二子方法；第一子方法适用于生产产物气体，而第二子方法则是用来生产蒸汽，两个子方法互相结合。其中，本发明的产物气体/蒸汽反应气适合用来同时实施两个子方法。该第一子方法可以与导入该产物气体/蒸汽反应器的析出气体(Eduktgas)的化学-物理转化机能(例如纯化)相结合。而该第二子方法则可结合利用从该化学-物理转化而产生的废热所含的能量的功能。

背景技术

析出气体会遭到颗粒、硫、碳氢化物及/或氯化合物等的污染。对该析出物的转化/纯化，传统上是透过将多种反应器做复杂的组合加以达成。如此一来，由于多个反应器互相分离，其功能也互相独立，其中各个反应器各用于从该析出气体所含的杂质中移除一种成份(例如一种化学元素或粒子)的功能。就这些反应器中每一种所需付出的技术及财物成本实在不计其数，尤其是在连接以及整合不同机器以形成整体的系统时。至于在每一种反应器当中所进行的化学反应，则需要在合适的条件下进行，例如其温度与压力等条件。其结果是，使用这种装置方式，只有在相当小规模以及相当小产量之下，才会合算。

在蒸汽产生单元，利用适当的热移转装置(例如热管)将热量引入在该蒸汽产生单元内的液体，以从该液体产生蒸汽，已为周知的技术。这里所用的热管可以例如吸收由其上游侧的废气发电所产生的废热所释放的热量。

发明内容

本发明的目的在于要避免前述析出气体转化/纯化技术相关的缺点，并在工艺技术方面将该步骤与蒸汽的产生结合成为单一的反应器，该反应器在此可以称为产物气体/蒸汽反应器，也就是协同地将第一子方法与第二子方法结合成在单一反应器中进行的单一步骤。

本发明的目的可以分别利用权利要求1与12中所述的技术特征加以达成。至于本发明其他的优点，则定义在其附属权利要求中。

根据本发明权利要求所定义的本发明，一种呈现块状材料形式的催化剂在筒状或者管状物体(以下称为“反应管”)中作为移动式固定床移动，其移动方向与引进或馈入该反应管内的析出气体流动方向相反。其中，该析出气体流经界限清楚的温度分布中，因而在该反应管中进行催化处理。该温度分布是该温度的函数T(x)，随着在横坐标上的位置而变，该横坐标与该反应管的纵轴平行，并且细分成多个温度梯段。其中在各个温度梯段中，所通过的析出气体在其内发生反应的最适反应条件是可调的。本发明的方法(指第一子方法)可以不必按照上述公知技术的做法，使用分离的各个单一的反应器，其各自的反应空间分别对应于本发明各个温度梯段。因为不使多个独立的反应器，故也不再需要连接反应器的管线，且不须用复杂的技术在该管线内维持适当的温度环境。根据本发明的该温度分布是借由隔热、加热及/或降温控制区段而达成。其中可以为每一温度梯度指定控制区段。由此可知，虽然该经控制的温度分布是梯段式的函数T(n)，其中n为各个经控制区段的代号，其真正的温度变化T(x)，则为可导函数。又根据本发明，在控制区段内进行降温所释出的热供应到蒸汽产生单元(第二子功能)。

虽然在权利要求2中，是指定n＝3，且沿该流动方向之T(1)＞T(2)＞T(3)，但本发明并不限于该等条件。该温度梯段的数量是依据在该反应管中发生的反应而定，因此并非任何基本的限制，而只是技术上的限制。

根据权利要求6的技术特征，其控制方式是特定其产物气体的组成，并利用该组成作为该温度控制及/或产量的控制变量。在经控制区段内如果发生放热反应，将会释出反应热，该释出的反应热排放将会对该反应产生有利的影响，因为根据勒沙特列原理，其结果会使其化学平衡移向右方。其总产量、在各个反应管内所进行的反应、所排出的热量等等，当然都是其技术-物理量，互相之间并无绝对关系，但最好也应该达成协调。为达此结果，可以使用多种介入控制程序的方法，例如，如果总产量是某一特定经控制区段的可变量，该变量势将成为所有其他控制区段的参数。