CN1850585A - 电磁波耦合蒸汽重整气化各种碳基化合物工艺 - Google Patents

Abstract

为了更加清洁有效地利用各种碳基化合物，把它们气化成以一碳分子和氢为主体的产物气，为后续利用创造条件。本发明拟引入在冶金、陶瓷烧结等领域已经得到了广泛应用的电磁波加热技术，转嫁应用到气化各种聚合碳基化合物，辅之以蒸汽重整和催化裂化技术实现这一目的。具体方法是：利用电磁感应发生器或微波发生器产生的电磁波贯穿反应器壁输入能量加热热浴介质和物料，或者取消热浴介质直接加热物料。在中低压，高温，无空气的氛围和水蒸气的参与下，氧化裂解碳基化合物。把它们气化成以一碳分子和氢为主体的合成气。

Description

发明名称  电磁波耦合蒸汽重整气化各种碳基化合物工艺

技术领域  能源化工

背景技术  各种聚合碳基化合物如：生物质，煤，石油等一直是人类文明发展的重要能源。为了提高这些能源的利用效率和满足要求越来越高的清洁生产和生活环境，人们想尽了种种办法将这些碳基化合物转化成气体或液体燃料。在气化方面付出的努力尤其之多。并取得了较大的进展。比如，以燃烧自热方式裂解气化的各种流化床气化炉；外加热方式的超临界蒸汽重整气化反应器；等离子体气化炉等等。在这些技术中，往往经济可行性好的技术制造的产物气中常常因为空气中氮气的掺入，影响产物气的品质和后续利用；而能产生高质量合成气的技术，高昂的投资和运行成本又制约着它们的应用前景。因此，气化工艺大规模的产业化应用步履维艰。

另一方面，电磁波能的利用在冶金、陶瓷烧结等领域已经得到了广泛的应用。本发明拟引入在冶金、陶瓷烧结等领域已经得到了广泛应用的电磁波加热技术，转嫁应用到气化各种聚合碳基化合物，辅之以蒸汽重整和催化裂化技术实现这一目的。由于电磁波具有很强的穿透能力，可均匀地加热物料，因此可以避免热辐射和热传导造成的能量损失。使用电磁波工艺的优点是：构造简单、容易控制、高效节能、产物气杂质少热值高。

发明内容  利用电磁感应发生器或微波发生器产生的电磁波贯穿反应器壁，实现反应器内反应物(含物料及热浴介质)均匀加热，在水蒸气的参与下，使物料气化。

具体实施方式

(1)电磁波耦合金属含氧化合物催化蒸汽重整气化工艺(间接法)

A.利用电磁感应发生器或微波发生器产生的电磁波贯穿反应器壁输入能量加热热浴介质和物料。

B.以金属(含稀土)含氧化合物或用这些化合物烧结的陶瓷材料作为电磁波的接受体，并将电磁波能转换成热能，在与碳基化合物的直接接触中，在中低压，高温，无空气参与的氛围下，在水蒸气的参与下，催化各种碳基化合物氧化裂解成以一碳分子和氢为主体的合成气。作为电磁波受体和热能转换体的材料在本专利中称为热浴介质，热浴介质循环参与不断加入的物料反应，物料在流动工艺下不断裂解成合成气。反应器壁不作为热浴介质也可以设计成兼作热浴介质，它与热浴介质都是耐热氧化材料，并且在反应温度下保持稳定。热浴介质在反应温度下可以是固态，也可以是液态。可以是沙粒状，也可以足丝网状、蜂窝状或其它规则和不规则形状。热浴介质在反应温度下如果是固态，反应器的工作状况类似于固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作环境；热浴介质在反应温度下如果是液态，反应器的工作状况类似于熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的工作环境。产物气体中如果夹带有焦油、固体碳可设计用筛板截留，在此区域可再次利用电磁波能，与小分子烷烃一同进行蒸汽重整或水气变换反应进一步裂解。不反应的物质以熔融物或渣的形式排出。

(2)微波耦合蒸汽重整气化工艺(直接法)

利用微波直接加热碳基化合物和水分子使两者发生化学反应，前者被裂解成合成气。除了不使用热浴介质以外，其它细节同上一工艺。

Claims (1)

1.本发明的特征是：以外源能量输入设备(如：电磁感应发生器或微波发生器等)产生的电磁波贯穿反应器壁，实现反应器内反应物均匀加热，在水蒸气的参与下，气化各种碳基化合物。在上述主权利项下有两项从属权项：

(1)电磁波耦合金属含氧化合物催化蒸汽重整气化工艺(间接法)

A.电磁波输入能量加热热浴介质和物料。

B.以金属含氧化合物或用金属含氧化合物烧结的陶瓷作为电磁波的接受体(在本专利中称为热浴介质)，在反应器内将电磁波能转换成热能，在中低压，高温，无空气参与的氛围下，在水蒸气的参与下，催化碳基化合物氧化裂解成合成气。

(2)微波耦合蒸汽重整气化工艺(直接法)

利用微波直接加热碳基化合物和水分子使两者发生化学反应，前者被裂解成合成气。除了不使用热浴介质以外，其它细节同(1)从属权项。