[发明专利]由燃料生产可燃气体的方法和体系

说明书

本发明涉及一种由燃料生产可燃气体的方法，包含：

●在600-1000℃的温度和小于10巴的压力下，将燃料转化成至少包含CH₄、CO、H₂、CO₂、H₂O和高级烃的可燃气体

●在小于10巴的压力下，将存在于可燃气体中的至少部分高级烃催化转化成至少CH₄、CO、H₂、CO₂和H₂O。

在本专利申请中使用的术语“气化”表示气化、裂解或气化和裂解的组合。实际上，裂解在某种程度上与气化同时发生。

当燃料在反应器装置中加热至600-1000℃的温度下时，发生燃料的气化和/或热解。当在高压下操作反应器装置时，尤其是如果燃料含有生物质，那么将燃料引入到反应器装置中是成问题的。因此，如果反应器装置中的压力相对低的话，将是有利的。通过气化和/或裂解形成的可燃气体含有CH₄、CO、H₂、CO₂、H₂O和高级烃。对于可燃气体的下游应用，例如通过在燃气轮机中将其燃烧或将其转化成合成天然气(SNG)，有必要压缩可燃气体。然而，对于压缩，这需要相当大量的工作。

WO 2009/007061公开了一种将生物质转化成合成天然气(SNG)的方法。生物质的气化给出包含CH₄、CO、H₂、CO₂和高级烃的气体混合物。所述气体混合物与具有流化床的反应器中的催化剂接触，通过甲烷化和同时的水-气转化(WGS)将其直接转化成产品气体。为了生产适合于引入天然气网的产品气体，产品气体需要在甲烷化后被干燥，除去CO₂并压缩至5-70巴。

R.W.W.Zwart等人的论文，标题为“由生物质生产合成天然气(SNG)”(ECN Document ECN-E-06-018，2006年11月)描述了一种SNG加工，其中仅仅在加工链的单独的甲烷化步骤后，类似地将产品气体干燥并去除CO₂。

US Patent 4,822,935描述了一种生物质的加氢气化的体系。所述体系不含去除CO₂的步骤，或任何所述步骤应当被包括在整个方法中的指示。

本发明的目标之一是提供改善的方法，用于由燃料生产可燃气体。

依据本发明，通过由燃料生产可燃气体的方法可以达到所述目标，所述方法包含：

●在600-1000℃的温度和小于10巴的压力下，将燃料转化成至少包含CH₄、CO、H₂、CO₂、H₂O和高级烃的可燃气体，

●在小于10巴的压力下，将存在于可燃气体中的至少部分高级烃催化转化成至少CH₄、CO、H₂、CO₂和H₂O，

●在催化转化后，在小于10巴的压力下从可燃气体中去除一定量的H₂O和一定量的CO₂，

●在去除H₂O和CO₂后，借助压缩机升高可燃气体的压力。

通过反应器装置中的气化和/或裂解转化燃料。为了进行气化，将一定量的氧气引入，其小于燃烧燃料所需要的量。当不足量的氧被使用后，燃料被气化，而裂解在无氧存在下进行。然而，实践中气化和一定程度的裂解同时发生。

反应器装置中常用的压力为小于10巴，优选小于5巴，如1-2巴。由于此相对低的压力，燃料可以以简单的方式供给进反应器装置中。反应器装置中的温度为600-1000℃，使得在反应器装置中发生低温气化。在反应器装置中形成包含CH₄、CO、H₂、CO₂、H₂O和高级烃的可燃气体。在反应器装置中形成的可燃气体是气体混合物。