[发明专利]一种由含碳原料制备一氧化碳的方法及由其方法得到的产品

说明书

【技术领域】

本发明属于化工技术领域。更具体地，本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法，还涉及采用所述方法得到的一氧化碳产品。

【背景技术】

随着我国工业水平的发展和壮大，CO₂气体的排放量近年来一直在不断地增长，其排放量现已超过美国，位居世界第一，我国的碳排放问题已成为世界各国关注的焦点。另外，长期以来，CO₂由于其性质稳定，常温常压下不易与其它物质反应和可溶性等特点，再加上技术及理念等方面的原因，直到目前还没有真正大规模地应用二氧化碳。

在现有技术中，人们已将二氧化碳用于石油回采、机械加工、消防、化工工业、食品、卫生及医药等技术领域。目前，人们正在研发二氧化碳捕集及贮存技术（CCS），这种技术只是将二氧化碳收集并存贮于地下，由于技术研发及安全方面等原因，还没有实现二氧化碳的工业化应用。

人们都清楚地知道，二氧化碳实际上是一种宝贵的自然资源。目前，全世界每年向大气排放的二氧化碳约313亿吨，实际转化利用二氧化碳的量仅约1亿吨，二氧化碳利用率只是约0.3％。

把二氧化碳作为含碳资源进行资源化利用的技术研究中，具有代表性的技术是前苏联于上世纪50年代开发的焦炭-纯氧-CO₂间歇气化工艺，该工艺利用固定床常压反应器，以块状焦碳为原料生产出一氧化碳原料气。

CN 200510027918、发明名称“一种二氧化碳还原制备一氧化碳新工艺”公开了一种二氧化碳还原制备一氧化碳新工艺，其主要特点是利用固定床常压反应器，以块状焦碳为原料生产一氧化碳原料气。装置生产能力小、原料来源单一且数量很少、生产条件差、自控水品低、劳动环保条件差。

本发明在总结现有技术优势与缺陷的基础上，以目前先进的气流床反应器7技术为主要生产形式，与传统固定床反应器模式相比，气流床反应器7内部物流为并流形式，原料与产品沿同一方向移动，因此可通过调节氧气量和煤气出口压力来调整至需要的反应温度和压力并保持恒定，使之在满足CO₂还原以及其它反应能够顺利进行的条件下，容易实现高温、高压、连续生产。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种由含碳原料制备一氧化碳的方法。

本发明的另一个目的是采用所述制备方法得到的一氧化碳产品。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法。

该一氧化碳制备方法的步骤如下：

A、物料进料工序

将一种或多种选自原煤、焦炭、石墨、石油焦或其它高含碳物质的含碳原料送到原料贮仓1，依靠其自身重力进入给料机2，经计量后由输送气输送到物料喷射器4的原料通道16；由氧气、二氧化碳与过热蒸汽组成的气化剂经混合器3混合后，进入物料喷射器4的气化剂通道18；

B、反应工序

分别经物料喷射器4的原料通道16与气化剂通道18进入气流床反应器5的含碳原料与气化剂，在压力0.01～4.0MPa与温度1300～1700℃的条件下进行反应，得到含有一氧化碳与氢气组分的粗煤气和灰渣混合物；

C、气体净化与冷却工序

从气流床反应器5排出的粗煤气和灰渣混合物经水激冷装置6激冷降温后，进入渣水收集罐7进行气固分离，得到粗煤气和激冷渣水；

所述的粗煤气接着通过初冷器8与再冷器9进行水洗降温，得到水洗煤气和洗涤灰水；

所述的水洗煤气然后进入气体净化装置10进行净化，除去氢气，得到一氧化碳产品；

所述的洗涤灰水和所述的激冷渣水进入水处理工段处理后再循环使用。

根据本发明的一种优选实施方式，所述含碳原料粒度分布是以含碳原料总重量计90%以上的含碳原料颗粒不大于90微米，所述含碳原料的含水量是以含碳原料总重量计2%以下。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的气化剂是由氧气、二氧化碳与过热蒸汽按照体积比10～20：5～10：4～6组成的。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的物料喷射器4包括位于其中心的原料通道16、环绕原料通道16的气化剂通道18以及处于气化剂通道18外侧的冷却水通道17；原料通道16、气化剂通道18与冷却水通道17三者相互平行配置。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的输送气是二氧化碳、氮气或它们的混合物。