[发明专利]碳质原料的气化装置

权利要求书

1.从碳质原料产生多种气体产物和回收甲烷产物流的装置，其包括：

(A)催化气化器，其用于

(1)接收碳质原料、富氧气流、碱金属气化催化剂和蒸汽；

(2)让该碳质原料在蒸汽、氢气、一氧化碳、富氧气流和碱金属气化催化剂的存在下在合适的温度和压力下反应，以形成(a)包括多种气体产物的第一气流，该多种气体产物包括甲烷、二氧化碳、氢气、一氧化碳和硫化氢，和(b)包括夹带的碱金属气化催化剂的固体焦化物产物；

(B)氧源，其用于将富氧气流供应到该催化气化器；

(C)蒸汽源，其用于将过热蒸汽供应到该催化气化器；

(D)热交换器设备，其用于从该第一气流提取热能以产生冷却的第一气流；

(E)酸性气体转换设备，其将该第一气流中的一氧化碳的一部分在水-气转换反应中在含水介质存在下转换为二氧化碳和提高该第一气流中氢气的分数；

(F)酸性气体除去设备，其从该第一气流去除大部分的二氧化碳和大部分的硫化氢以生产包含一氧化碳、氢气和大部分的来自于该第一气流的甲烷的第二气流；和

(G)催化甲烷转化器，其将存在于该第二气流中的一氧化碳和氢气在甲烷化催化剂存在下反应以生产甲烷-富集的第二气流。

2.如权利要求1所述的装置，其还包括：

(H)原料加工设备，其将该碳质原料转化成具有低于约2500微米的平均粒度的碳质微粒；和

(I)催化剂负载设备，其将碱金属气化催化剂施加到该碳质微粒上以产生催化的碳质原料。

3.如权利要求1所述的装置，其还包括催化剂回收设备，所述催化剂回收设备用于接收来自该催化气化器的固体焦化物产物并从该固体焦化物产物回收夹带的碱金属气化催化剂。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述催化甲烷转化器是整理甲烷转化器。

5.如权利要求4所述的装置，其中该装置产生甲烷产物流，所述甲烷产物流是管道品质的天然气。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述催化气化器在至少450℃的温度和至少50psig的压力下工作。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述催化气化器在至少200psig的压力下工作。

8.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其中所述装置不将一氧化碳和氢气从所述第一气流循环到所述催化气化器。