[发明专利]制备焦炭产物和合成气混合物的工艺

权利要求书

1.通过固体生物质原料制备包含氢气和一氧化碳的焦炭产物和合成气混合物的工艺，包括以下步骤：

(i)使固体生物质原料进行热解反应，从而获得包含氢、一氧化碳和气态有机化合物的混合物的气态馏分以及固体馏分，所述固体馏分相对于固体生物质原料，包含具有减少的原子氢碳比和减少的氧碳比的焦炭颗粒，其中固体生物质原料是固体焙烧生物质原料的颗粒，

(ii)从气态馏分中分离出作为焦炭产物的焦炭颗粒，和

(iii)在不存在步骤(ii)中获得的焦炭产物的情况下，使步骤(ii)中获得的气态馏分在1000℃至1600℃之间的温度下经受连续操作的部分氧化，以获得进一步包含水并且具有升高的温度的合成气混合物。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中步骤(i)中的热解工艺在500℃至800℃之间的温度和在10至60分钟之间的固体停留时间下进行。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中步骤(i)在细长的窑中进行，其中生物质从细长的窑的一端的入口连续输送到细长的炉的另一端的出口，并且其中通过间接热交换和生成的气态有机化合物的一部分的部分氧化的组合来达到需要的温度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中固体焙烧生物质原料的挥发物含量在65wt％至75wt％之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中固体焙烧生物质原料具有在1至1.2之间的原子氢碳比(H/C)。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中固体焙烧生物质原料具有在0.4至0.6之间的原子氧碳比(O/C)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中步骤(i)中固体的原子氢碳比(H/C)减少超过50％，步骤(i)中固体的原子氧碳比(O/C)减少超过80％。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中步骤(ii)中获得的焦炭产物具有在300m²/g至500m²/g之间的BET(N₂)表面积。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中所述工艺还包括步骤(iv)，在步骤(iv)中，使合成气混合物与含碳化合物接触，以化学淬灭合成气混合物，其中在步骤(iv)中将合成气的温度从在1100℃至1600℃之间的温度降到800至1200℃之间的温度。

10.根据权利要求9所述的工艺，其中步骤(iv)中的碳质化合物是甲烷。

11.根据权利要求10所述的工艺，其中甲烷作为天然气混合物的一部分存在。

12.根据权利要求9所述的工艺，其中在步骤(iv)中将合成气的温度从在1100℃至1600℃范围内的温度降低至在800℃至1200℃之间的温度。

13.根据权利要求9所述的工艺，其中通过改变步骤(iv)中添加的碳质化合物的量和/或类型来控制步骤(iv)中获得的合成气的氢与一氧化碳的摩尔比。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中步骤(i)和/或步骤(ii)中的绝对压力在90kPa和10MPa之间。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中所述工艺还包括分开的步骤(v)，在分开的步骤(v)中，将焦炭产物活化以获得BET(N₂)表面积大于700m²/g的活性炭产物。