[发明专利]用于含碳物质气化中焦油降低的方法和装置

权利要求书

1.用于通过含碳物质气化生产基本上不含焦油的产物气体的方法，其中所述方法包括：在第一气化阶段生产负载炭灰和焦油的产物气体，和将所述负载炭灰和焦油的产物气体从第一气化阶段传输至第二气化阶段，所述第二气化阶段包括：采用旋风分离器从产生于第二气化阶段的产物气体基本分离出炭灰；使用竖管将炭灰返回到炭灰加热区域，使炭灰部分氧化；通过重新组合来自所述第二气化阶段的至少一部分所分离的经氧化的炭灰与来自第一气化阶段的负载焦油的产物气体和炭灰，将来自第二气化阶段的所述经氧化炭灰再循环到焦油转化区；提供足够时间、温度和炭灰浓度，以使焦油转化反应发生。

2.权利要求1所述的方法，其中所述炭灰的部分氧化产生热和额外的产物气体，并活化所述炭灰的至少部分表面，以增强其将焦油转化为包括选自下列中的至少一种的较少问题的焦油的催化活性：低分子量焦油、脱氧焦油和氢化焦油，从而降低选自下述的至少一种效应：聚集、焦炭形成、结垢、堵塞、焦油冷凝和焦油聚合。

3.权利要求1所述的方法，其中供应热以加热所述炭灰的手段包括选自下列的至少一种：电、电磁辐射、所述加热区域内部燃料的燃烧、所述加热区域外部燃料的燃烧和热流体。

4.组件，所述组件用于从含碳物质的气化生产基本上不含焦油的产物气体，其中所述组件包括：第一阶段气化器，用于生产负载炭灰和焦油的产物气体；用于将所述负载炭灰和焦油的产物气体从第一阶段气化器输送到第二阶段气化器的管，第二气化阶段包括：旋风分离器，所述旋风分离器用于在第二阶段气化器的出口使炭灰从产生自第二气化阶段的产物气体分离；用于将所述炭灰输送至一区域的竖管，该区域用于加热所述来自第二气化阶段的炭灰，以便产生额外的气体产物并至少活化部分炭灰；另一区域，该区域用于重新组合所述炭灰与来自第一气化阶段的负载焦油的合成气和炭灰，并且该区域提供足够时间、温度和炭灰浓度，以使焦油转化反应发生。

5.权利要求4所述的组件，其中加热炭灰部分氧化和气化所述炭灰，产生额外的产物气体。

6.权利要求5所述的组件，其进一步包括用于从所述第二阶段气化器接受所述产物气体和炭灰的至少一个旋风分离器；以及至少一个竖管，其中各所述旋风分离器将至少一些所述炭灰与所述产物气体分离并且所述至少一个竖管将所述炭灰返回到炭灰氧化区域。

7.权利要求4所述的组件，其中所述第一阶段气化器还包括床介质并且所述第二阶段气化器包括至少一个床介质竖管，用于使与第一阶段气化器负载焦油的气体和炭灰产物一起夹带的床介质返回到所述第一阶段气化器。

8.权利要求4所述的组件，其中所述第一阶段气化器和所述第二阶段气化器存在于单一容器中，用于缩短在低炭灰/气体产物比例环境中存在的产物气体的停留时间，从而降低较不耐火焦油熟化成较耐火焦油的程度。

9.权利要求4所述的组件，其中所述第一阶段气化器还包括床介质，并且所述第二阶段气化器包括：至少一个床介质竖管，用于使夹带的床介质返回到所述第一阶段气化器；至少一个产物气体转移管，用于允许产物气体绕行炭灰加热区域，和对所述产物气体开放的出口。

10.权利要求4所述的组件，其中炭灰加热区域还包括导管，用于注入含氧气流进行至少部分所述炭灰的部分氧化，以增强其将焦油转化为选自下述中的至少一种的催化活性：低分子量焦油、脱氧焦油和氢化焦油，从而降低选自下述的至少一种效应：聚集、焦炭形成、结垢、堵塞、焦油冷凝和焦油聚合。

11.权利要求4所述的组件，其中第一阶段气化器是流化床反应器，第二阶段气化器包括炭灰加热区域和焦油转化区，并且位于所述第二气化阶段内的炭灰加热区域能以溢流鼓泡流化床、快速流化床或夹带流方式操作，所述组件以单一容器存在。