专利名称：用于具有增加的转化时间的蒸汽加氢气化的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的领域为由含碳原料合成运输燃料。
背景技术：
受到包括环境、健康、安全问题以及基于石油的燃料供应的不可避免的未来稀缺 性的关注的驱动，需要辨别新的化学能源以及将其转化为替代运输燃料的方法。全球以内 燃机燃料驱动的车辆数目持续增长，特别是在中等程度的发展中国家。主要使用柴油燃料 的美国以外的全球车辆数目比美国内部增长得更快。随着使用混合和/或柴油机技术的燃 料更有效的车辆被引入以减少燃料消耗和总排放，可能改变这种情况。由于用于制造基于 石油的燃料的资源正在枯竭，对石油的依赖性将成为主要问题，除非开发非石油替代燃料， 特别是清洁燃烧的合成柴油燃料。而且，常规发动机中基于石油的燃料的正常燃料可导致 严重的环境污染，除非使用严格的排气控制方法。清洁燃烧的合成柴油燃料可帮助减少柴 油机的排放。 清洁燃烧的运输燃料的制造需要现有的基于石油的燃料的重整或者发现由未使 用的材料产生能量或合成燃料的新方法。存在许多来自可再生有机或废弃含碳物质的可用 来源。利用含碳废弃物来制造合成燃料是经济上可行的方法，因为输入的原料已认为没有 什么价值而作为废弃物丢弃，并且处理通常是有污染的。 液体运输燃料相对于气体燃料具有内在优势，在相同的压力和温度下其比气体燃 料具有更高的能量密度。液体燃料可在大气压或低压下储存而实现液体燃料能量密度，气 体燃料则必须在高压下储存在车辆上的罐中，这在泄漏或突然破裂的情况下可成为安全问 题。使用简单泵和管道的液体燃料的分配比气体燃料容易得多。现有运输部门的液体燃料 基础设施确保容易地整合到任何制造清洁燃烧的合成液体运输燃料的现有市场中。
清洁燃烧的液体运输燃料的可用性是国家优先考虑的事。由含碳源清洁有效地制 造合成气(其为氢气和一氧化碳的混合物)将有利于运输部门和社会健康，所述合成气可 进行费-托型工艺以制造清洁有价值的合成汽油和柴油燃料。费-托型工艺或反应器在本 文中定义为分别包括费_托工艺或反应器，其为使用合成气制造液体燃料的任何工艺或反 应器。类似地，费-托型液体燃料是通过这种工艺或反应器制造的燃料。这种工艺允许将目 前现有技术的发动机排气后处理方法应用于N0X还原，除去存在于柴油发动机排气中的有 毒颗粒，并减少常规燃烧产物污染物，这在目前是通过催化剂实现的，但在来自石油的柴油 燃料的普通原料中的情形是该催化剂由于存在的任何硫而快速中毒，降低催化剂效率。通 常，由来自生物质(biomass)的合成气制造的费-托型液体燃料不含硫、不含芳烃，并且在
4合成柴油燃料的情况下具有超高的辛烷值。 生物质材料是最常处理的用于制造可再生燃料的含碳废弃原料。废弃塑料、橡胶、 肥料、作物残留物、林木、树木和草屑以及来自废水(污水)处理的生物固体也是用于转化 工艺的备选原料。生物质原料可转化以制造电、热、有价值的化学品或燃料。加州在数种生 物质利用技术的使用和开发方面在全国名列前茅。在加州，每年抛弃超过4500万吨的城市 固体废弃物由废弃物管理设施进行处理。这些废弃物中大约一半最终被填埋。例如，仅在加 州的河边县地区，估计每天处理约4000吨废弃木材。根据另一估计，每天有超过100， 000吨 的生物质倒入河边县收集区的填埋场。这种城市废弃物包括约30%的废纸或废纸板，40% 有机(绿色和食品)废弃物，以及30%的木材、纸张、塑料和金属废弃物的组合。如果这种 废弃材料可以转化为清洁燃烧的燃料，则这种废弃材料的含碳组分具有可以用于减少对其 它能源的需求的化学能。这些含碳物质的废弃物来源不是唯一可以利用的来源。虽然可对 许多现有的含碳废弃物材料(例如纸张)进行分类、再次利用和循环，对于其它材料而言， 废弃物制造者如果将废弃物直接输送到转化设施，则无需支付倾倒费用。通常废弃物管理 机构目前收取每吨30 35美元的倾倒费用以抵消处理成本。因此，通过将废弃物运送至 废弃物_合成燃料处理工厂不仅可以降低处理成本，而且还可以因为降低的处理成本而获 得额外的废弃物。 在柴炉中燃烧木材是利用生物质来产生热能的一个简单实例。不幸的是，露天燃 烧生物质废弃物来获得能量和热量不是利用热当值的清洁和有效的方法。目前，发现许多 利用含碳废弃物的新方法。例如， 一种方法是制造合成液体运输燃料，而另一种方法是制造 用于转化为电的高能气体。 使用来自可再生生物质源的燃料实际上可以减少温室气体(例如二氧化碳)的净 积累，同时提供用于运输的清洁有效的能量。由生物质来源共同生产合成液体燃料的一个 主要优点在于，其可以提供可储存的运输燃料同时减少导致全球变暖的温室气体效应。未 来，这种共同生产方法可以为可持续发展的可再生燃料经济提供清洁燃烧的燃料。
存在许多将煤、生物质和其它含碳物质转化为清洁燃烧的运输燃料的方法，但是 它们往往太昂贵以至于在市场上无法与基于石油的燃料竞争，或者它们产生挥发性燃料 (例如甲醇和乙醇)，这些挥发性燃料的蒸汽压值过高以至于在没有从立法上免除清洁空 气规定的情况下无法在高污染区域(例如南加州空气盆地)中使用。后一方法的实例是 Hynol甲醇方法，其使用加氢气化和蒸汽转化反应器以使用固体含碳物质和天然气的共同 进料来合成甲醇，其在小规模实证中已证实有> 85%的碳转化效率。 许多气化研究已经证实，煤的部分氧化(POX)可以产生高能气体。产生的合成气 用作燃料在IGCC工艺中发电或者用作原料在气体-液化(GTL)转化工艺中制造液体燃料。 部分氧化工艺通常需要氧气发生设备，而该氧气发生设备需要高的资本和操作成本。在 二十世纪三十年代早期开发了另一工艺，其中煤使用氢气而不是空气/氧气进行气化。加 氢气化是指碳及其炭化物(char)与富含氢气的气体在600 100(TC下的反应，主要产物为 甲烷。加氢气化工艺需要氢气作为原料且与部分氧化工艺相比该反应非常慢。由于这些原 因，加氢气化通常在催化剂的存在下，在具有高气体停留时间的反应器中进行。
所有气化工艺通常需要干燥进料用于该工艺。对原料进行干燥提高了整个工艺的 成本。在一些情况下使用浆料进料。浆料进料不需要在气化工艺之前干燥原料。使用高压浆料泵替代干燥进料情况下复杂和笨重的闭锁料斗系统将浆料进料到反应器内。与浆料进 料相关的缺点在于该工艺需要额外的热源来提供浆料进料中水的显热。因此，浆料进料系 统对于P0X加氢气化工艺似乎不可行，因为该加氢气化工艺依赖于外部热源而不是由POX 中部分原料的燃烧所产生的内部热。 本发明特别关注的是最近开发的工艺，其中将含碳物质的浆料进料到加氢气 化反应器中。在我们实验室中开发了一种这样的方法来制造合成气，其中将含碳物质 颗粒在水中的浆料和来自内源的氢气在产生富含发生炉煤气的条件下进料到加氢气化 反应器中。这与蒸汽一起在产生合成气的条件下进料到蒸汽热解转化器中。该工艺具 体描述于Norbeck等人名为"Production OfSynthetic Transportation Fuels From Carbonaceous Material UsingSelf-Sustained Hydro-Gasification，，的美国专利申请系 列号No. 10/503， 435 (以US 2005/0256212公开)中。 在该工艺的另一版本中，使用蒸汽加氢气化反应器(SHR)、在氢气和蒸汽两者的存 在下同时对含碳物质进行加热，以在一步中进行蒸汽热解和加氢气化。该工艺具体描述于 Norbeck等人名为"Steam Pyrolysis As A Process toEnhance The Hydro-Gasification of Carbonaceous Material "的美国专利申请系列号No. 10/911， 348 (以US 2005/0032920 公开)中。美国专利申请系列号No. 10/503， 435和No. 10/911， 348的公开内容通过参考引 入本文。 流化床反应器是众所周知的并用于多种工业制造工艺中，例如用于石油工业中以 制造燃料以及用于包括煤气化、来自煤的肥料、以及工业和城市废弃物处理的石化应用中。 在P0X系统的情况下，由于反应提供了显热，流化床反应器可以处理湿的原料。因为反应不 是高度放热的，蒸汽加氢气化工艺不从内部提供这种热量。在浆料进料的情况下，有效并 快速地从外部向流化床反应器提供过量的热量是不可行的。因此，清楚看出不存在对于蒸 汽加氢气化优化的反应器系统。而且，由于流化床反应器的操作通常限于低于处理的材料 的软化点的温度，并且材料的渣化例如灰分会干扰该床的流化，因此流化床反应器即使有 也很少用于处理多种类型的用作加氢气化反应中的进料的含碳物质。而且，焦油形成是利 用常规技术的低温流化床气化器的典型问题。当进行规模化制造时可放大这些问题。例 如，Werther等人在"Modeling of Fluidized Bed Reactors", International Journal of ChemicalReactor Engineering,巻1 :第1页，2003中描述了对费_托型合成进行规模化放 大的失败。
发明内容
虽然存在以上缺点，但是本发明的发明者认识到，用于加氢气化反应的原料例如
煤和生物质可具有足够的反应性以在较低温度的流化床工艺中运用。本发明通过提高转化
时间来提供改善的、经济上可替代的进行加氢气化的方法。这些转化时间增加的工艺可以
使用流化床或窑型反应器来进行操作，或者使用流化床和窑型反应器的组合进行操作。 在一个实施方式中，提供将含碳物质转化为富含碳的气体的物流的方法，包括在
使用氢气和蒸汽的加氢气化工艺中，在足以产生富含甲烷和一氧化碳的物流的温度和压力
下，加热含有含碳物质的浆料进料，其中该工艺中的转化时间为5 45秒。 在以上实施方式的具体实施方案中，在窑型反应器中进行浆料中含碳物质的加
6热。 在以上实施方式的另一实施方案中，在流化床反应器中进行所述工艺。使用流化
床进行加氢气化，使进料和反应气体之间极好地混合，而这促进了传热和传质。这确保了材
料在所述床中的均匀分布，与其它类型的气化反应器相比导致高的转化率。 在具体的实施方式中，为了对流化床反应器的性能进行优化，提供两个阶段。在第
一阶段中，将含碳物质作为浆料与氢气一起进料到窑型反应器中，之后进料到流化床反应
器中。任选地，在窑型反应器中可以提供研磨器。在这种两阶段实施方式中，所述装置包括
窑型反应器、与该窑型反应器的进料口连接的桨料泵、用于将氢气源与所述窑型反应器的
进料口连接的装置、连接以接收所述窑型反应器的出料用于在流化区进行处理的流化床反
应器、以及在所述流化区下面与所述流化床反应器连接的蒸汽源和氢气源。在更具体的实
施方式中，浆料进料在窑型反应器中具有10 200秒的停留时间。整个两阶段工艺的转化
时间可为5 45秒。 我们已经发现，例如以上参考引用的美国专利申请系列号10/911,348中所述的 蒸汽加氢气化反应(SHR)特别适合于在流化床反应器中进行。因为SHR通常在灰分渣化温 度下运行，任选地与蒸汽结合的所述SHR的氢气进料可以用作流化介质。加氢气化的还原 环境抑制焦油形成，从而避免上述问题。流化床反应器很好地实现了固体进料和气体在反 应器中的整体混合。 在本发明的具体实施方案中，流化床反应器的出料用作蒸汽甲烷转化器(SMR)的 原料，该蒸汽甲烷转化器(SMR)是这样的反应器，其广泛用于生产例如在费-托型反应器 (FTR)中制造液体燃料和化学品的合成气。 在本发明中，更具体地说，通过在使用蒸汽和/或氢气(优选两者)作为流化介质 的流化床反应器中，在如下温度和压力下加热含碳物质，将该含碳物质转化为富含甲烷和 一氧化碳的气体的物流，其中所述含碳物质可包括城市废弃物、生物质、木材、煤、或者天然 或合成聚合物，所述温度和压力足以产生富含甲烷和一氧化碳的气体的物流，但是温度低 至和/或压力高至足够使得所述含碳物质能通过氢气或者通过氢气和蒸汽的混合物流化。 优选地，在约132psi 560psi(优选150 400psi)的压力下所述温度为约700°C 约 90(TC。基本上在所述流化床反应器的压力、在该工艺压力下的水沸点以上的温度下从所述 富含甲烷和一氧化碳的气体的物流中除去杂质。 在使用窑型反应器、流化床型反应器、或者两种反应器的组合的加氢气化工艺中 5 45秒的增加的转化时间导致显著提高的含碳物质向富含碳的气体的转化。通过增加转 化时间(也称作气体停留时间)，产生更多的富含碳的气体，而不是焦油(来自不完全转化 的液体物质)或炭化物(未转化的固体物质)。 在优选的实施方式中，在第一阶段中，将含碳物质的浆料与氢气一起在30(TC 600°C、132 560psi压力下进料到窑型反应器中。在第二阶段中，将所述窑型反应器的出 料在约70(TC 约90(TC的温度和产生富含甲烷和一氧化碳的发生炉煤气的物流的所述压 力下进料到流化床反应器中，所述流化床反应器使用氢气作为流化介质并使用蒸汽。整个 两阶段工艺中的总转化时间为5 45秒。 在利用该方法时，使富含甲烷和一氧化碳的气体的物流在产生包含氢气和一氧化 碳的合成气的条件下进行蒸汽甲烷转化。在进一步优选的方法中，将通过蒸汽甲烷转化产
7生的合成气在产生液体燃料的条件下进料到费_托型反应器中。可以将来自费_托型反应 的放热传送到加氢气化反应和/或蒸汽甲烷转化反应。
为了更完整地理解本发明，现在结合附图参考如下说明书，在附图中 图1是在流化床反应器中进行蒸汽加氢气化反应的第一实施方式的示意流程图。
图2是使用包括窑型反应器和流化床反应器的两阶段蒸汽加氢气化器进行蒸汽
加氢气化反应的第二实施方式的示意流程图。 图3显示能够提供增加的转化时间的流化床反应器的图示。 图4显示说明通过降低氢气气体速度增加流化床反应器中转化时间的效果的图。
具体实施例方式
含碳物质在本文中定义为指含有碳的任何固体和/或液体和/或气体物质，优选 为固体物质。 富含碳的气体在本文中定义为指含有碳的任何气体物质。 转化时间在本文中定义为含碳物质在反应器的反应区内部逗留的时间。 常规使用的窑型反应器可用于进行加氢气化。这种工艺中使用的温度为700°C
90(TC，所用压力为132 560psi ;通过提高反应区体积可以在窑型加氢气化反应器中实现
5 45秒的增加的富含碳的气体的转化时间。 参照图1 ，其显示的是根据本发明实施方式的用于将含碳物质例如城市废弃物、生 物质、木材、煤、或者天然或合成聚合物转化为富含甲烷和一氧化碳的气体的装置。将含有 含碳物质的浆料进料装到浆料进料罐10中并重力加料到浆料泵12中。在该实施方式中， 通过水泵16将来自水罐14的水进料到蒸汽发生器18中。同时，将氢气进料到蒸汽发生器 18，该氢气可以来自氢气罐20、来自内部源例如下游蒸汽甲烷转化器(将在以下内容中描 述)的出料、或者以上两者。将所述浆料泵12的出料通过管线22进料到流化床反应器24 的底部，同时将所述蒸汽发生器18的出料通过管线25在含碳物质的浆料下面的点进料到 所述流化床反应器24中。 在另一实施方式中，将氢气在含碳物质的浆料下面的点直接进料到流化床反应器 24中，同时将来自蒸汽发生器的进料在输入含碳物质的浆料上面的点引入，即在含碳物质 引入点的下游引入。 流化床反应器18作为蒸汽加氢气化反应器(SHR)在约70(TC 约900°C的温度和 约132psi 560psi (优选150psi 400psi)的压力运行，以产生富含甲烷和一氧化碳的 气体的物流(其也可称作发生炉煤气)。在该工艺中发生的化学反应具体描述于Norbeck 等人名为"Steam Pyrolysis As A Process to EnhanceThe Hydro-Gasification of Carbonaceous Material"的美国专利申请系列号No. 10/911， 348 (以US 2005/0032920公 开)中。美国专利申请系列号No. 10/911,348的公开内容通过参考引入本文。
流化床反应器24中的灰分渣化温度足够低且压力足够高，从而可以使用流化床 反应。流化床反应器24的还原环境也抑制了焦油形成。 来自流化床反应器18的灰分和炭化物，以及硫化氢和其它无机组分通过管线26排出，并将其出料通过管线28进料到加热的旋风分离器30中，该旋风分离器在32处分离 出细颗粒。加热的旋风分离器30的出料通过管线34进料到热的气体过滤器36，然后通过 管线38进料到蒸汽甲烷反应器40。 在蒸汽甲烷转化器40处，产生包括氢气和一氧化碳的合成气，其中4 : CO摩尔 比的范围为约3至1。该蒸汽甲烷转化器40的氢气/ 一氧化碳出料可用于多种用途，其中 之一是用作费_托反应器42的进料，该费-托反应器42输出纯水44和柴油燃料和/或蜡 46。所述费-托反应器42的放热48可以传送至蒸汽甲烷转化器40，如管线50所示。
具有钴基催化剂的费-托反应器所需的^ : co摩尔比为2 : i。因此，来自蒸汽
甲烷转化器40的氢气过量，过量的氢气可以分离并进料到流化床反应器24 (通过未示出的 管线)来完成可以自维持的过程，即无需外部氢气进料。 图3显示第一实施方式的流化床反应器的图，其中通过提高反应器体积，或者更 具体地说"净空体积"将转化时间增加至35秒。在流化床反应器内实现5 45秒的转化 时间所需的理想反应器体积还可以通过许多因素确定，所述因素例如流化床反应器中采用 的气体速度、气体组成(例如蒸汽流速和氢气流速比)、以及用于流化介质的砂型材料的物
理性质。 图4显示这样的图，该图说明采用第一实施方式将转化时间从5秒增加到25秒对 于SSC、焦油CC和总气体CC值的影响。 下表显示在750°C 85(TC和180psi下由5秒的转化时间和25秒的转化时间得 到的结果。
5秒的转化时间25秒的转化时间
转化为富含碳的产品气的总转化效率45-50%60-70%
转化为焦油的总碳％5-25< 0. l(在85(TC下) 0. 6(在75(TC下)
转化为炭化物的总碳％30-4030% 这些结果清楚地表明，增加转化时间可以通过降低转化为焦油的总碳％来显著改 善转化为富含碳的产品气的总转化效率。 而且，在5秒的转化时间和25秒的转化时间下，所有的硫均转化为H2S，并且不存 在可忽略不计的氧硫化碳(COS)。 现在参考图2，其显示使用蒸汽加氢气化反应器(SHR)系统的第二优选实施方式，
该蒸汽加氢气化反应器(SHR)系统包括两个阶段来进行蒸汽加氢气化。第一阶段为窑型反
应器(KGR)52，之后是第二阶段流化床反应器(CFBR)54。 KGR52使用浆料和氢气作为进料。
该浆料进料为含碳原料和水的混合物，并且通过由电动机60驱动的压力腔浆料泵58输送
至KGR52的进料口 56。将氢气进料输送至KGR52的另一进料口 62。来自KGR的产品气和
固体在流化区66顶上的CFBR的进料口 64处进入CFBR。 68处的蒸汽和氢气用于使CFBR54
中的进料流化。该反应器系统设计为处理浆料进料并实现含碳原料的高度转化。使气体在
反应器系统内实现高的气体停留时间以达到平衡。
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通过挠性接头72将由电动机70驱动的KGR52与CFBR54的进料口 64连接，并在74处电加热。在另一实施方式中，来自产物出料的夹套热(jacketedheat)可以用于加热KGR52。绝热部分包围78和76处阴影所示的KGR的出料区域和CFBR。产物离开CFBR的出料端80，通过旋风分离器82以提供产品气84。 任选地，可以提供进料研磨器86，以进一步促进经处理的浆料进料向CFBR54的输送，所述进料研磨器86可位于KGR52出料端内部。 在第一阶段中发生进料的脱挥发分作用。KGR52起到浆料脱挥发分的预热器的作用。其是加热进料的有效系统，并且还在进料进入CFBR54之前实现进料的部分转化。CFBR实现气体和固体在反应器内部的均匀混合，并且通过较高温度下的蒸汽加氢气化反应来进一步提高转化率。 如在第一实施方式中一样，SHR由原料产生蒸汽和富含甲烷的产品气，其中蒸汽是由于桨料进料中的水分过热而产生的。将从气体净化单元排出的蒸汽和富含甲烷的物流进料到SMR中。SMR产生主要由^和CO组成的产品气物流。H2/CO比率开始是高的，将预定部分的该高比率合成气循环回SHR。 在两阶段蒸汽加氢气化器的具体实施方案中，KGR52为80英寸长，其中反应区为4英尺，并且KGR52在600。C的脱挥发分温度和200psi的压力下运行。CFBR在850°C 、200psi的压力下运行并且总长度为8英尺，其中流化区为3英尺长且该流化区上方的"净空"为4英尺长。固体在KGR52中的停留时间为IOO秒。转化时间为45秒。 虽然已经具体描述了本发明及其优点，但是应该理解可以在此进行各种变化、替代和改变而不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围。而且，本申请的范围不拟限于说明书中所述方法和装置的具体实施方式
。本领域技术人员将从本发明的公开内容中容易地认识到，可根据本发明利用这样的现有的或者之后开发的方法和装置，所述方法和装置实施与本文所述相应实施方式的功能基本相同的功能或者实现与本文所述相应实施方式的结果基本相同的结果。因此，所附权利要求旨在包括在其范围内的这些方法以及这些装置的使用。
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权利要求
将含碳物质转化为富含碳的气体的物流的方法，包括在使用氢气和蒸汽的加氢气化工艺中，在足以产生富含甲烷和一氧化碳的物流的温度和压力下，加热含有含碳物质的浆料进料，其中所述工艺的转化时间为5～45秒。
2. 权利要求1的方法，其中所述含碳物质为固体。
3. 权利要求1的方法，其中所述含碳物质为液体或气体。
4. 权利要求l的方法，其中加热所述含有含碳物质的浆料进料在流化床反应器中进 行，所述流化床反应器的温度低至和/或压力高至足够使所述含碳物质流化。
5. 权利要求l的方法，其中加热所述含有含碳物质的浆料进料在窑型反应器中进行。
6. 权利要求l的方法，其中加热所述含有含碳物质的浆料进料在进料到流化床反应器 之前在窑型反应器中进行。
7. 权利要求6的方法，所述浆料进料在300 60(TC和150 400psi的窑型反应器中 加热。
8. 权利要求7的方法，其中所述浆料进料中的固体在所述窑型反应器中具有10 200 秒的停留时间。
9. 权利要求5的方法，其中固体的颗粒尺寸在所述窑型反应器中进一步减小。
10. 权利要求1的方法，包括从富含甲烷和一氧化碳的气体的物流中除去杂质的步骤。
11. 权利要求10的方法，其中所述杂质基本上在所述流化床反应器的压力和在该工艺 压力下的水沸点以上的温度下从所述富含甲烷和一氧化碳的气体的物流中除去。
12. 权利要求l的方法，包括使富含甲烷和一氧化碳的气体的物流在产生包含氢气和 一氧化碳的合成气的条件下进行蒸汽甲烷转化的步骤。
13. 权利要求12的方法，其中将通过所述蒸汽甲烷转化产生的合成气进料到处于产生 液体燃料的条件下的费_托型反应器中。
14. 权利要求1的方法，在还原条件下进行。
15. 权利要求1的方法，其中所述温度在132psi 560psi的压力下为约700 900°C 。
16. 将含碳物质转化为富含碳的气体的物流的方法，包括形成含碳物质的浆料，并将其与氢气一起在第一阶段，在300 60(TC和132 560psi 下进料到窑型反应器；在第二阶段，将所述窑型反应器的出料在约700°C 约900°C的温度下，在产生富含甲 烷和一氧化碳的发生炉煤气的物流的所述压力下进料到流化床反应器，所述流化床反应器 使用氢气作为流化介质并使用蒸汽；使所得发生炉煤气在产生包含氢气和一氧化碳的合成气的条件下进行蒸汽甲烷转化，其中所述工艺中的转化时间为5 45秒。
17. 权利要求16的方法，其中所述压力为约150 400psi。
18. 权利要求16的方法，包括使用来自产物出料的热来加热所述窑型反应器。
19. 将含碳物质转化为富含碳的气体的物流的装置，包括 具有一个或多个进料口和出料口的窑型反应器； 与窑型反应器的进料口连接的浆料泵； 一个或多个氢气源；将氢气源连接到所述窑型反应器的进料口的装置；具有流化区和在所述流化区下面的第一进料口的流化床反应器；所述流化床反应器具有在所述第一进料口上面的第二进料口 ，所述第二进料口与窑型 反应器的出料口连接以接收所述窑型反应器的出料，用于在所述流化区中进行处理； 蒸汽源；和将蒸汽源和氢气源与所述流化床反应器的第一进料口连接的装置。
20.权利要求19的装置，包括在所述窑型反应器中对所述浆料进料进行研磨的研磨
全文摘要
用于将含碳物质转化为富含碳的气体的物流的方法和装置，包括在使用氢气和蒸汽的加氢气化工艺中，在足以产生富含甲烷和一氧化碳的物流的温度和压力下，对含有含碳物质的浆料进料进行加热，其中所述工艺中的转化时间为5～45秒。在具体的实施方式中，将含有含碳物质的浆料进料和氢气一起在进料到流化床反应器之前进料到窑型反应器中。
文档编号A01N33/18GK101790308SQ200880104894
公开日2010年7月28日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者朴灿星, 约瑟夫·M·诺贝克 申请人:加利福尼亚大学董事会