[发明专利]用于将二氧化碳转化为一氧化碳的方法及反应器

权利要求书

1.一种用于将二氧化碳和氢气转化为包括一氧化碳、水和氢气的产物流的方法，所述方法包括将二氧化碳、氢气和氧气引入到反应容器中，并在高温下进行逆水煤气变换反应，其中

(a)所述反应容器中不存在催化剂，并且

(b)至少将包括二氧化碳的气体流、富氢气气体流和富氧气气体流以单独的进料流引入到所述反应容器中，其中将所述富氢气气体流在15-450℃的温度下引入到所述反应容器中，

(c)将所述富氢气气体流和富氧气气体流彼此紧密邻近地引入，其中至少将所述富氢气气体流和所述富氧气气体流通过包括用于单独引入不同气体流的同轴通道的燃烧器引入到所述反应容器中，所述燃烧器位于所述反应容器的顶部，其中所述富氢气气体流和富氧气气体流中的氢气和氧气在进入所述反应容器后进行燃烧反应，从而提供所述逆水煤气变换反应所需的热能；和

(d)通过改变氢气与氧气的摩尔比，将所述反应容器中的温度保持在1000-1500℃的范围内，所述氢气和氧气分别在所述富氢气气体流和富氧气气体流中被引入到所述反应容器中；其中包含二氧化碳的气体流中的一部分是通过在所述富氢气气体流与所述富氧气气体流之间的通道引入的，所述富氧气气体流是通过所述燃烧器的内部通道引入的，和所述包含二氧化碳的气体流的其余部分是在所述燃烧器的外部通道中引入的，所述外部通道位于用于所述富氢气气体流和富氧气气体流的通道的外部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，将所述富氢气气体流和富氧气气体流以紧密邻近但彼此不挨着的方式引入到所述反应容器中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述反应容器被预热至最高达1100℃的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将离开热反应容器的所述产物流用水冷却，以得到包括一氧化碳和氢气、蒸汽以及任选地未转化的二氧化碳的冷却的产物混合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将产物流或冷却所述产物流后产生的蒸汽用于预热选自以下的一个或多个进料气体流：所述包括二氧化碳的气体流、所述富氢气气体流、所述富氧气气体流以及任选地作为共进料或预混合气体流引入到所述反应容器中的额外的气体流。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述进料中的所述富氢气气体流中的至少一部分和/或所述富氧气气体流中的至少一部分是从水分解器获得的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，来自所述水分解器的所述富氧气气体流被液化并在用作进料之前被重新气化。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，将蒸汽与所述产物混合物分离，和然后进一步冷却至露点以得到液体水，将液体水再循环至水分解器以产生氢气和/或氧气。