TWI449781B - 包含分段漿料添加之氣化系統及方法 - Google Patents

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Description

包含分段漿料添加之氣化系統及方法
本發明係關於一種用於將諸如含碳材料的大體上為固態之進料轉換為諸如合成氣體之所需氣態產物的氣化系統及方法。氣化系統及方法須被設計得簡單同時實現最大的轉換效率。
三種基本類型的系統及方法已被研發用於含碳材料之氣化。其為：(1)固定床式氣化、(2)流體化床式氣化及(3)懸浮或夾帶式氣化。本發明係關於第三種系統及方法-懸浮或夾帶式氣化。更特定而言，本發明係關於一種用於氣化含碳材料的二階段夾帶式氣化系統及方法。
該二階段設計之靈活性可藉由最大化至低溫第二階段氣化器的漿料進料速率，藉此利用產生自該第一階段氣化器之熱量以便將水從該漿料蒸發而得以利用。然後離開該第二階段氣化器的焦炭及未轉換碳被分離並以一種乾燥的形式循環回至該第一階段氣化器，由此最小化高溫第一階段所需之氧量並最大化該氣化器之轉換效率。
進料至該低溫第二階段的一個問題在於在煤或石油焦之熱解期間產生的焦油將不被充分破壞。未破壞之焦油將在合成氣冷卻時凝結，從而污染熱交換表面或堵塞下游之過濾器。
本發明揭示一種包含分段漿料添加之用於氣化諸如含碳材料之進料的系統及方法，藉此可抑制引起沉積問題之焦油的產生。本發明包含在兩個分離之反應器區段中使包括含碳材料之乾燥固體部分燃燒及使包括含碳材料之第一漿料流熱解以及產生包括合成氣體之混合產物。包括微粒狀含碳材料的第二漿料流與離開熱回收區域的混合產物一起被饋入在該熱回收區域下游的乾燥單元。
離開該熱回收區域之合成氣之溫度經調節使得在該漿料被乾燥後該合成氣的最終溫度處於一個一般不發出大分子量焦油物種的溫度範圍中。在該過程中形成的焦炭顆粒藉由一旋風分離器及視情況藉由一微粒過濾裝置從該合成氣中分離、收集，然後被循環回至於結渣條件操作的第一階段氣化器中。離開該旋風分離器及過濾器的合成氣體將變得無焦油及無微粒。
本發明的某些實施例係關於一種氣化含碳材料之方法，其包括如下步驟：a)將一包括回收焦炭之乾燥進料及包括微粒狀含碳材料的固體流導入一反應器下部區段並在其中與一包括氧氣供給的氣體流部分燃燒，該氧氣供給係選自一由含氧氣體、蒸汽及其混合物所組成之群組，藉此發出熱量並形成包括合成氣體及熔渣的產物；b)使該合成氣體從該反應器下部區段向上通過一反應器上部區段並在其中與一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料漿料的第一漿料流熱解，藉以形成包括氣態產物流的混合產物，該氣態產物流包括合成氣體及焦炭；c)使步驟b的混合產物通過一熱回收區域；d)將一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第二漿料流及從該熱回收區域離開的混合產物導入至一乾燥單元，其中蒸發該第二漿料流中的水且形成包括微粒狀含碳材料的固體流；e)使步驟d的該等混合產物及固體流通過一分離裝置，藉此使該焦炭及該固體流與該氣態產物流分離；視情況之f)使步驟(e)中的氣態產物流通過一微粒過濾裝置，藉此使殘留的固體細粒及微粒與該氣態產物流分離；及g)將步驟e之包括焦炭及乾燥微粒狀含碳材料之乾進料與步驟f之殘留固體細粒及微粒循環回至該反應器下部區段。在該方法中，在該步驟(a)中發出的熱量藉由將步驟(b)之包括微粒狀含碳材料及及載體液體的第一漿料流轉換為步驟(b)中之氣態產物流而得以回收。
此方法可進一步包括在第二階段反應的混合產物進入該熱回收區域之前將其導入至一焦油移除駐留容器的步驟。
本發明之某些其他實施例係關於一種用於氣化含碳材料之系統，其包括：a)反應器下部區段，用以將一包括微粒狀含碳材料的固體流與一包括一選自一由含氧氣體、蒸汽及其混合物所組成之群組的氧氣供給之氣體流部分燃燒，以產生熱量及包括合成氣體及熔渣的混合產物，其中該反應器下部區段包括一個或多個用於導入該氣體流及該乾燥進料的分散裝置；b)一反應器上部區段，用以將來自該反應器下部區段的合成氣體與一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流熱解以產生包括一氣態產物流的混合產物，該氣態產物流包括合成氣體及焦炭；c)一熱回收區域，用以冷卻該等混合產物；d)一乾燥單元，用以使一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第二漿料流與離開該熱回收區域的混合產物接觸，藉以蒸發該第二漿料流中的水並形成一包括微粒狀含碳材料的固體流；e)一分離裝置，用以從該等混合產物中之氣態產物流中分離焦炭及固體流；及f)微粒過濾裝置，用以從該氣態產物流中分離殘留的固體細粒及微粒。利用該系統，自該反應器下部區段產生的熱量藉由將該反應器上部區段中包括於該載體液體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流轉換為該反應器上部區段中之氣態產物流而得以回收。該系統可進一步包括一在該熱回收區域上游的焦油移除駐留容器。
該反應器下部區段進一步包括一個或多個用於將包括諸如含氧氣體及蒸汽之氧供給氣體的氣體流及該回收焦炭導入至該反應器下部區段的分散裝置。該反應器上部區段進一步包括一個或多個用於將液體載體中之微粒狀含碳材料漿料提供至該反應器上部區段的進料裝置。該反應器上部區段可被，但不限於，定位於該反應器下部區段上方。該熱回收區域可包括一選自熱輻射型鍋爐、水管鍋爐、火管鍋爐及其組合的熱回收裝置。該乾燥單元包括一個或多個分散裝置。
該反應器下部區段之溫度係維持於自1500℉到3500℉的範圍內。該反應器下部區段及反應器上部區段中的壓力為大約14.7psig到大約2000psig。通過該反應器下部區段之分散裝置的氣體及焦炭之流速為20英尺/秒到120英尺/秒。焦炭在該反應器下部區段的駐留時間為2秒到10秒。通過該反應器上部區段之進料裝置的漿料流之流速為10英尺/秒到80英尺/秒。該微粒狀含碳材料之漿料在該反應器上部區段的駐留時間為5秒到40秒。在該第二漿料流被添加之後以及該分離裝置之前的該等第二階段混合產物及乾燥微粒狀含碳材料之溫度在300℉及900℉之間，較佳為在400℉及700℉之間，最佳在450℉及550℉之間。
待導入至該反應器上部區段的第一漿料流之數量百分比在0%及50%之間，較佳為在10%及40%之間，且最佳在25%及35%之間，其中待導入至在該熱回收過程下游之乾燥單元的第二漿料流的數量百分比在50%及100%之間，較佳在60%及90%之間，且最佳在65%及80%之間。
為更詳細地描述本發明之該等實施例，將參考所附之圖式。
本發明之多個實施例的如下詳細描述將參考所附之圖式，該等圖式顯示可實施本發明的具體實施例。該等實施例旨在以充足的細節描述本發明之態樣，以便使技術熟練者能實踐本發明。可利用其他實施例且可在不脫離本發明之範圍內做出變化。因此，如下之詳細描述不應理解為限制性。本發明之範圍僅被所附之申請專利範圍以及該等申請專利範圍所主張之等效物的完整範圍所界定。
參考圖1-2，本發明的多個實施例提供一種大體上由元件標號10所表示的氣化反應器，其包括一反應器下部區段30及一反應器上部區段40。該反應器下部區段30界定該第一階段反應區域且亦將被稱為第一階段反應區域。該反應器上部區段40界定該第二階段反應區域，且亦將被稱為第二階段反應區域。
進一步參考圖1-2，被回收之焦炭以及一包括諸如含氧氣體及/或處於較高壓力之蒸汽之氧氣供給的氣體流經由位於例如反應器下部區段30之相對側的分散裝置60及/或60a進入該汽化反應器10之下部區段30。可使用兩個以上的分散裝置，例如四個以90度分開的分散裝置。該等分散裝置組亦可在不同的高度且無需處於相同的平面。在該反應器下部區段30內，亦即該第一階段反應區域內，該回收焦炭及一含氧氣體流(可包括蒸汽)以該等反應物可發生快速混合及反應且對該反應物賦予旋轉動作之方式反應，該等反應物接著經由該反應器10之下部區段30向上通過。在該反應器下部區段30中的反應係該氣化過程之第一階段，其中該回收焦炭及含氧氣體流(可包括蒸汽)被放熱地轉換為包括蒸汽、合成氣體、中間氣體及諸如熔渣之被夾帶副產物的混合產物。該熔渣經由一流出孔20從該反應器10之底部排出至一熔渣處理系統(未顯示)以進行最終處理。
然後該蒸汽、中間氣體及合成氣體藉由向上流動離開反應器下部區段30進入一未燒烤的反應器上部區段40，其中一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流經由進料裝置80及/或80a或其他進料裝置注入該反應器上部區段40。在該反應器下部區段30中產生的熱量利用該氣體流向上運送並驅動在未燒烤之反應器上部區段40中發生的熱解過程，包含進料水的蒸發、在CO及H2 O之間的碳-蒸汽反應及水-氣體反應。該碳-蒸汽反應形成CO及H2 ，藉此增加這些可用氣體之產率。雖然被燒烤的反應器下部區段30(或該反應器10之第一階段反應區域)主要為一燃燒反應器，但該反應器上部區段40主要為一亦可增加該等氣體之加熱值的驟冷反應器。在未燒烤之反應器上部區段40中發生的該等反應由此豐富從燃燒反應器下部區段30之燒烤部分發出的該等氣體以產生一種更高級別的合成氣體，並在此情況下從該反應器下部區段30回收熱量以及充分冷卻該等氣體使得在該過程中夾帶的熔渣被冷卻低於灰熔點初始變形溫度。藉由冷卻至低於該灰初始變形溫度，所夾帶的熔渣小滴在到達該等熱傳輸表面之前凝聚至其本身或至被夾帶的微粒狀含碳材料，且因此並不吸附至該等熱傳輸表面。該反應器上部區段40中的反應條件將被更詳細地揭示於後。
在圖1-2中所顯示的本發明之實施例中，該反應器10之未燒烤反應器上部區段40係直接連接至該反應器10之經燒烤反應器下部區段30之頂部，使得熱反應產物從該反應器下部區段30直接被攜帶至該反應器上部區段40以最小化該等氣體反應產物及夾帶固體中的熱損失。
如圖1-2所示，由氣化反應產生的焦炭可被移除並回收以提高碳轉換。舉例來說，焦炭可經由分散裝置60及/或60a(或其他)循環回至該反應器下部區段中，或如上述之第一反應區域。
該等分散裝置60及/或60a提供諸如焦炭之微粒狀固體之一霧化進料。該等分散裝置可為具有用於該等固體之中央管及一圍繞含有該霧化氣體之中央管的環形空間之類型，該環形空間可在內部或外部朝一共用混合區域打開。此外，該未燒烤反應器上部區段40之進料裝置80及/或80a亦可類似於此處描述的該等分散裝置，或者可簡單地包括一用於漿料進料的管子。該等分散裝置60及/或60a，或者進料裝置80及/或80a可以技術熟練者所熟知的方式設計。
如圖1所進一步顯示，在該反應器上部區段40中發生的第二階段反應之混合產物從該上部區段40之頂部發出並被導入至一熱回收區域90中，藉此降低該等混合產物之溫度。
在某些實施例中，該熱回收區域90包括一熱輻射型鍋爐或水管鍋爐或者一火管鍋爐。在某些其他實施例中，該熱回收區域90包括一冷循環合成氣作為驟冷氣體。
在圖1-2所顯示的該等實施例中，該第二階段反應之混合產物離開該熱回收區域90，且一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第二漿料流經由進料裝置130及/或130a導入一乾燥單元120，其中在該第二漿料流中的水被蒸發。經由此過程，形成包括微粒狀含碳材料的固體流。
如圖1-2所示，均從乾燥單元120離開的第二階段混合產物及包括微粒狀含碳材料的固體流之組合流被進一步導入至一分離裝置50中，該分離裝置50將該組合流分成一固體流70及一氣體流，只在該氣體流中留下一較小分率的殘留固 體細粒。
從分離裝置50離開的氣體流包括氫、一氧化碳、小量甲烷、硫化氫、氨、氮、二氧化碳及小分率的殘留固體細粒。該氣體流可被進一步導入至一微粒過濾裝置110中，藉此移除該等殘留的固體細粒及微粒。
離開分離裝置50的固體流70包括固化灰及在該未燒烤反應器上部區段40中形成的焦炭，以及被乾燥的微粒狀含碳材料。
從分離裝置50離開的固體流70及從過濾裝置110離開的殘留固體細粒與含氧氣體及/或蒸汽混合並作為用於該第一階段反應的進料經由分散裝置60及/或60a循環回至經燒烤的反應器下部區段30。
然後該固體流在熔渣條件下藉由與氧及蒸汽反應而被氣化，產生包含合成氣體以及該反應器上部區段40內之第二階段反應所需的熱量。
在圖2所顯示的另一個實施例中，該第二階段反應之混合產物從該反應器10之上部區段40之頂部取出並在進入該熱回收區域90之前被導入至諸如(但不限於)駐留容器100之焦油移除容器。該駐留容器之主要功能係破壞在該等混合產物中出現的任何焦油組分。
該氣化反應器10之構造材料並不具關鍵。較佳但未必係，該等反應器壁為鋼質並在反應器下部區段30中襯有一隔熱澆鑄料、陶瓷纖維或耐火磚，例如高含鉻磚。同時，一容易獲得的稠密介質可被利用以襯墊該反應器上部區段，例如被使用於高爐及無渣應用中以1)減少熱損失、2)保護該容器不受高溫及腐蝕性熔渣之侵害，以及3)提供更好的溫度控制。此類型系統的使用可從該方法中使用的該等含碳固體提供較高的熱回收值。視情況且可替代的係，該等壁可藉由提供用於經燒烤之反應器下部區段30及，視情況係，未燒烤上部區段40的「冷壁」系統而無襯裏。使用於此之術語「冷壁」意為該等壁藉由一具有一冷卻介質的冷卻外罩冷卻，如煤氣化系統之技術中所習知。在此一系統中，該渣子在被冷卻的內壁上凍結並保護該冷卻外罩之該等金屬壁。
在該反應器下部區段30中之該方法的第一階段之反應的物理條件係控制及維持以確保焦炭在超過由焦炭氣化所產生的灰之熔點之溫度的快速氣化以便從熔化的灰中產生具有不超過約250泊之渣黏度的熔渣。在該第二階段/上部區段40中發生的反應之物理條件係控制以確保該煤在高於其可塑性範圍之快速氣化及加熱。被燒烤之反應器下部區段30的溫度係維持於自1500℉到3500℉的範圍內，較佳為從2000℉到3200℉，且最佳為從2400℉到3000℉。在該反應器下部區段30中之第一階段中處於此等溫度下，由其中之焦炭的氣化所形成的灰熔化以便形成經由該流出孔排出熔渣並進一步於本文範圍之外之單元中經處理。來自該第一階段的氣體混合物在氣體及經由該反應器下部區段上升之焦炭的旋轉向上移動渦流中離開。未燒烤之反應器上部區段40的溫度被維持於從1200℉到2200℉的範圍內，較佳為1500℉到2000℉，且最佳為1700℉到1900℉。從被燒烤之反應器下部區段30向上流動之熱中間產物對在未燒烤反應器上部區段40中發生的吸熱反應提供熱量。
該第二階段之混合產物的溫度在進入該熱回收區域90之前一般為大約1700℉到1900℉。該熱回收區域之操作參數將根據該微粒狀含碳材料之類型以及在該液體載體中之微粒狀含碳材料的濃度而調整。更具體而言，熱回收方法之操作溫度應被調整及控制以便允許均從乾燥單元120離開的第二階段混合產物及包括微粒狀含碳材料之固體流的組合流之最終溫度在300℉及900℉之間，較佳為400℉及700℉之間，且最佳為約500℉。在此等溫度下，一般不發出大分子量焦油物種。因此，離開該分離裝置50及微粒過濾裝置110之合成氣將無焦油且無微粒，並可輕易被包含酸性氣體移除及硫回收的習知淨化方法進一步處理。
本發明之方法係在大氣壓或更高的壓力下進行。總體而言，在反應器下部區段30及反應器上部區段40中的壓力為從大約14.7psig到大約2000psig，較佳為從50psig到1500psig，且最佳為從150psig到1200psig。熱回收區域90中的壓力係從大約14.7psig到大約1500psig，較佳為從50psig到1500psig，且最佳為從150psig到1200psig。在圖2所顯示的另一個實施例中，在用於焦油移除之駐留容器100中的壓力係從大約14.7psig到大約1500psig，較佳為從50psig到1500psig，且最佳為從150psig到1200psig。
在本發明的各種實施例中，通過該反應器下部區段30之分散裝置60及/或60a的氣體及固體之流速或進料速率係保持在20英尺/秒及120英尺/秒之間，且較佳的係在20英尺/秒及90英尺/秒之間，且最佳係在30英尺/秒及60英尺/秒之間。反應器下部區段30中之焦炭駐留時間係保持在2秒及10秒之間，且較佳為在4秒及6秒之間。通過該反應器上部區段40之進料裝置80及/或80a的漿料流之流速或進料速率係保持在大約5英尺/秒及100英尺/秒之間，較佳為大約10英尺/秒及80英尺/秒之間，且最佳為大約20英尺/秒及60英尺/秒之間。該反應器上部區段40中的駐留時間係維持於大約5秒及40秒之間。
在本發明的各種實施例中，對於一既定的氣化製程，將經由進料裝置80及/或80a注入未燒烤反應器上部區段40的包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流之量係總量的0%及50%之間，較佳為總量之10%及40%之間，且最佳為總量的20%及35%之間。
因此，待導入乾燥單元120的包括微粒狀含碳固體漿料及液體載體的第二液體流質量為總量的20%及100%之間，較佳為總量的60%及90%之間，且最佳為總量的65%及80%之間。
該方法可應用於任何微粒狀含碳材料。然而，該微粒狀含碳材料較佳為包含但不限於褐煤、煙煤、次煙煤或其任意組合物的煤。其他含碳材料為來自煤的煤焦、煤炭、煤液化殘留物、微粒狀碳、石油焦、衍生自油葉岩的碳固體、焦油砂、瀝青、生物質、濃縮下水道污泥、垃圾碎片、橡膠及其混合物。前述示例性材料可採取粉碎固體之形式，且對於最佳的材料處理及反應特性，則可採用一液體載體中的可泵送漿料。
用於含碳固體材料的液體載體可為任何能蒸發並可參與反應以形成所需氣體產物之液體，尤其係形成一氧化碳及氫氣的液體。最容易想到的液體載體為在反應器下部區段30中形成蒸汽的水。該蒸汽可與碳反應以形成為構成合成氣體之成分的氣態產物。此外，除水之外的液體亦可用以漿料化該含碳材料。該液體較佳為水，但其亦可為諸如燃油、蒸餘油、石油及液態CO2 的碳氫化合物。當該液體載體為碳氫化合物時，可添加附加的水或蒸汽以便為高效反應及緩和反應器溫度提供充足的水。
任何包含至少20%之氧的氣體都可被用作提供至燒烤反應器下部區段30的含氧氣體。較佳的含氧氣體包含氧氣、空氣及富氧空氣。
在作為一漿料的在載體液體中的微粒狀含碳材料之濃度僅必須具有一可泵送混合物的濃度。總體而言，該濃度範圍高達該固體材料的80%。在該方法之第一及第二階段兩者中該漿料中微粒狀含碳材料的濃度較佳為30重量%及75重量%之間。更佳係水漿料中煤的濃度為45重量%及70重量%之間。
當煤為該進料時，其可在與一液體載體摻合之前粉碎化以形成漿料，或與該等液體介質一同碾磨。通常，可使用任何合理的細微含碳材料，且可利用任何減小微粒狀固體之粒徑的已知方法。此等方法之實例包含使用球磨、桿磨及錘磨。雖然粒徑並非至關重要，但較佳的係細微碳微粒。在煤電工廠中用作燃料的粉末狀煤具代表性。此煤具有90重量%的煤通過200孔篩網的粒徑分佈。只要可製備穩定且無沉降漿料，反應性較高之材料亦可使用100孔尺寸平均粒徑之較粗糙尺寸。
使用於此之術語「焦炭」意為在該等各種產物製造後仍夾帶於一氣化系統內的未燒盡碳及灰微粒。
當使用於兩個或更多個項目之表列時，使用於此之術語「及/或」意為可使用該等所列出之項目的任一者本身，或可使用兩個或更多個所列出項目之任意組合。舉例來說，若一組合物被描述為含有組分A、B及/或C，則該組合物可只含有A；只含有B；只含有C；組合的A及B；組合的A及C；組合的B及C；或者組合的A、B及C。
保護範圍不受如上之描述所限制，其僅被後文申請專利範圍所限制，該範圍包含該等申請專利範圍之主旨的所有等效物。各申請專利範圍係併於說明書中作為本發明之實施例。因此申請專利範圍為對本發明之該等較佳實施例的進一步描述及附加。
申請專利範圍中任何未明確陳述執行一指定功能之「構件」或執行一特定功能之「步驟」的元件都不被理解為如所指定的美國法典35 U.S.C.§112 ¶ 6之「構件」或「步驟」條款。尤其是此處之申請專利範圍中的「步驟」之使用並非為了行使美國法典35 U.S.C.§112 ¶ 6的規定。
10‧‧‧氣化反應器
20‧‧‧流出孔
30‧‧‧反應器下部區段
40‧‧‧反應器上部區段
50‧‧‧分離裝置
60‧‧‧分散裝置
60a‧‧‧分散裝置
70‧‧‧固體流
80‧‧‧進料裝置
80a‧‧‧進料裝置
90‧‧‧熱回收區域
100‧‧‧駐留容器
110‧‧‧微粒過濾裝置
120‧‧‧乾燥單元
130‧‧‧進料裝置
130a‧‧‧進料裝置
圖1為可用於與本發明有關之實施例的系統之一概要圖及該實施例之一圖解方法流程圖；及圖2為可用於與本發明相關之另一實施例的系統之一概要圖及該實施例之一圖解方法流程圖。
10‧‧‧氣化反應器
20‧‧‧流出孔
30‧‧‧反應器下部區段
40‧‧‧反應器上部區段
50‧‧‧分離裝置
60‧‧‧分散裝置
60a‧‧‧分散裝置
70‧‧‧固體流
80‧‧‧進料裝置
80a‧‧‧進料裝置
90‧‧‧熱回收區域
110‧‧‧微粒過濾裝置
120‧‧‧乾燥單元
130‧‧‧進料装置
130a‧‧‧進料裝置

Claims (25)

  1. 一種用於使含碳材料氣化之方法，其包括如下步驟：a.將一包括回收焦炭之乾燥進料及包括微粒狀含碳材料的固體流導入一反應器下部區段並在其中與一包括一氧氣供給的氣體流部分燃燒，該氧氣供給係選自一由含氧氣體、蒸汽及其混合物所組成之群組，藉此放出熱量並形成包括合成氣體及熔渣的產物；b.將該合成氣體從該反應器下部區段向上通入一反應器上部區段並在其中以一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料漿料的第一漿料流熱解，藉以形成包括一氣體產物流的混合產物，該氣體產物流包括合成氣體及焦炭；c.使步驟(b)的混合產物通過一熱回收區域；d.將一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第二漿料流及從該熱回收區域離開的該混合產物導入至一乾燥單元，其中蒸發該第二漿料流中的水且形成包括微粒狀含碳材料的固體流；e.使步驟(d)之該等混合產物及固體流通過一分離裝置，藉此使該焦炭及該固體流與該氣態產物流分離；f.使步驟(e)之該氣態產物流通過一微粒過濾裝置，藉此使殘留固體細粒及微粒與該氣態產物流分離；及g.將步驟(e)之包括焦炭及乾燥微粒狀含碳材料之該乾燥進料以及步驟(f)之殘留固體細粒及微粒循環回至該反應器下部區段，藉此，在該步驟(a)中發出的熱量藉由將步驟(b)中之於該載體液體中之包括微粒狀含碳材料的第一漿料流轉換為步驟(b)中之該氣態產物流而得以回收。
  2. 如請求項1之方法，其中步驟(a)係在1500℉到3500℉之範圍內的溫度及在14.7psig到2000psig之範圍內的壓力下進行。
  3. 如請求項1之方法，其中步驟(a)係在2000℉到3200℉之範圍內的溫度及在50psig到1500psig之範圍內的壓力下進行。
  4. 如請求項1之方法，其中步驟(b)係在1200℉到2200℉之範圍內的溫度及在14.7psig到2000psig之範圍內的壓力下進行。
  5. 如請求項1之方法，其中步驟(b)係在1500℉到2000℉之範圍內的溫度及在50psig到1500psig之範圍內的壓力下進行。
  6. 如請求項1之方法，其中包括於該液體載體中之微粒狀含碳材料的漿料之該第一液體流藉由一個或多個進料裝置導入至該反應器上部區段。
  7. 如請求項1之方法，其中該氣體流及該固體流藉由一個或多個分散裝置導入至該反應器下部區段。
  8. 如請求項1之方法，其中該氣體流及該固體流以一在20英尺/秒到120英尺/秒之範圍內的進料速率導入至該反應器部下部區段中且該焦炭在該反應器下部區段中的駐留時間為2秒到10秒。
  9. 如請求項1之方法，其中該氣體流及該固體流以一在20英尺/秒到90英尺/秒之範圍內的進料速率導入至該反應器下部區段且該乾燥進料在該反應器下部區段中的駐留時間為4秒到6秒。
  10. 如請求項1之方法，其中該第一漿料流以一在10英尺/秒到80英尺/秒之範圍內的進料速率導入至該反應器上部區段且該第一漿料流在該反應器上部區段中的駐留時間為5秒到40秒。
  11. 如請求項1之方法，其中該載體液體係選自由水、液態CO2 、石油液體及其任意混合物所組成的群組。
  12. 如請求項1的方法，其中該微粒狀含碳材料係選自由煤、褐煤、石油焦及其混合物所組成的群組。
  13. 如請求項1之方法，其中該第一漿料流或第二漿料流具有一按該第一漿料流或第二漿料流之總重量計為30重量%到75重量%的固體濃度。
  14. 如請求項1之方法，其中該第一漿料流或第二漿料流具有一按該第一漿料流或第二漿料流之總重量計為45%到70%的固體濃度。
  15. 如請求項1之方法，其中該含氧氣體係選自由空氣、富氧空氣、氧氣及其混合物所組成的群組。
  16. 如請求項1之方法，其進一步包括在該第二階段反應之該等混合產物進入該熱回收區域之前將其導入一焦油移除駐留容器的步驟。
  17. 如請求項1之方法，其中該熱回收區域包括一選自由熱輻射型鍋爐、水管鍋爐、火管鍋爐及其組合所組成之群組的熱回收裝置。
  18. 如請求項1之方法，其中在該分離裝置之前該等第二階段混合產物及該固體流的溫度在300℉及900℉之間。
  19. 如請求項1之方法，其中在該分離裝置之前該等第二階段混合產物及該固體流的溫度在400℉及700℉之間。
  20. 如請求項1之方法，其中在該分離裝置之前該等第二階段混合產物及該固體流的溫度在450℉及550℉之間。
  21. 如請求項1之方法，其中待導入該反應器上部區段的第一漿料流之量為整體既定氣化製程的0%及50%之間，且其中待導入該乾燥單元的第二漿料流之量為整體既定氣化製程的50%及100%之間。
  22. 如請求項1之方法，其中待導入該反應器上部區段的第一漿料流之量為整體既定氣化製程的10%及40%之間，且其中待導入該乾燥單元的第二漿料流之量為整體既定氣化製程的60%及90%之間。
  23. 如請求項1之方法，其中待導入該反應器上部區段的第一漿料流之量為整體既定氣化製程的20%及35%之間，且其中待導入該乾燥單元的第二漿料流之量為整體既定氣化製程的65%及80%之間。
  24. 一種用於使含碳材料氣化之系統，其包括：a.一反應器下部區段，用以將一包括微粒狀含碳材料的固體流與一包括一選自一由含氧氣體、蒸汽及其混合物所組成之群組的氧氣供給之氣體流部分燃燒，以便產生熱量及包括合成氣體及熔渣的混合產物，其中該反應器下部區段包括一個或多個用於導入該氣體流及該乾燥進料的分散裝置；b.一反應器上部區段，用以將來自該反應器下部區段的合成氣體與一包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流熱解以產生包括一氣體產物流的混合產物，其中該氣體產物流包括合成氣體及焦炭；c.一熱回收區域，用以冷卻該等混合產物；d.一乾燥單元，用以使包括於液體載體中之微粒狀含碳材料的第二漿料流與離開該熱回收區域的混合產物接觸，藉以蒸發該第二漿料流中的水並形成包括微粒狀含碳材料的固體流；e.一分離裝置，用以自該等混合產物中之氣態產物流中分離焦炭及固體流；f.微粒過濾裝置，用以自該氣態產物流中分離殘留的固體細粒及微粒，藉此，藉由將該反應器上部區段中包括於該載體液體中之微粒狀含碳材料的第一漿料流轉換為該反應器上部區段中之氣態產物流而回收該反應器下部區段產生的熱量。
  25. 如請求項24之用於使含碳材料氣化之系統，其進一步包括一在該熱回收區域上游的焦油移除駐留容器。
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