[发明专利]平衡接近反应器

说明书

一种平衡接近反应器，其能够接收高度可变的气体并将其归一化为有用的质量，并且进一步利用来自气体本身的能量以稳固地提高操作温度，确保良好的混合和高转化率，同时具有多状态下固体的处理能力。

技术领域

本发明涉及平衡接近反应器，并进一步涉及用于生产可用于发电和化学合成的稳定、高质量能量化学气体产品的装置和操作方法。

背景技术

在许多技术和工业领域，存在再循环和燃料效率的驱动力。其中一个领域是针对从废物中回收高能化学载体。通过气化可以从废品中回收气体。这种气体可用于发电，通常用作可燃燃料。

一种这样的气体称为合成气体或合成气。包含氢气、一氧化碳和二氧化碳为主要成分的气体通常称为合成气。各种工业过程需要合成气作为原料。这些工艺过程包括化学合成产品，如甲醇、柴油和氨，以及利用合成气作为主要能量的发电工艺。随着生物质和基于废物的燃料气化工艺的出现，人们对后一种应用的兴趣正在变得更加广泛，这些工艺源于对更好资源利用的需求以及作为低碳技术的推动力。

已知工艺通常产生具有高度可变水平的永久性气体(如氢气)的气体，并且通常含有污染物成分。它们通常由具有广泛分子量的烃类混合物和固体，如煤烟和灰基化合物组成。

在生物质和废物气化过程中，产品气体由称为气化器或热解装置的装置产生。由于废物的组成是可变无穷的，因此气化产生的气体组成也是可变无穷的。气化还产生各种各样的、可观的碳烟和碳氢化合物污染物，作为不想要的副产品。

生物质和废物气化产生的另一种污染物是氨，使用传统的酸基洗涤技术难以去除氨。包含这些污染物的合成气以及所述污染物的可变性，会对使用合成气作为燃料的下游设备产生有害的影响。正是这些问题，至少部分影响了使用这种再循环燃料源的商业成功。

一个已知的合成过程是菲舍尔托普什过程。这种布置通常产生具有广泛分子量的不希望的组分，广泛分子量通常以所需产品的分子量为中心。不需要的产品通常通过外倾或使用后续工艺进一步转化来处理。这反过来又产生更多的残渣，这些残渣通常都向外张开，因为它们变化太大，受到污染而无法进一步使用。

更有效地生产纯净的合成气是有利的。此外，回收其他外倾的高能气体将是有利的。

本发明是为了解决上述问题而设计的。

发明内容

通常，合成气由低级碳基原料制备，例如垃圾衍生燃料(RDF)和破坏级生物质以及农业生物质和动物排泄物。

本发明涉及一种用于处理从碳质材料气化获得的材料的平衡接近反应器和利用合成气作为化学原料的化学合成方法。该反应器将输入气体转化成经过处理的合成气，该输入气体在组分方面可能是变化无穷的，在正常加工温度下可冷凝，并且负载有碳或灰烬形式的固体，该合成气是稳定的，可用作化学原料。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于处理从碳质材料气化中获得的材料的平衡接近反应器，包括：

容器；

入口，可操作以允许加工材料进入容器；

出口，可操作以允许加工材料离开容器；

其中加工材料被保持在容器内足够时间以允许加工材料接近平衡。

本布置通过将输入气体置于允许以能量有效且能够稳健地管理固体污染物的方式获得化学平衡工艺条件的方法来缓解现有工艺的问题。因此，产生稳定、未污染的合成气以供进一步使用。

因此，可以利用低质量原料生产合成气，以用于许多应用，包括稳定的发电，并且允许从工艺中回收和再利用否则会浪费的产品，从而提高工艺效率。