[发明专利]改进了的熔融金属分解设备及方法

说明书

本发明涉及使含碳、最好还含氢的原料分解的熔池的总的领域，而按U，S.Patent Office的分类为Class/Subclass：60/39，12，84/195及23/230A。

Rasor的U.S.4,187,672及U.S.4,244,180公开了将一种含碳燃料的物料和煤供入一种高温液体，如铁水中，其温度足以使该供入物焦化，如约2850°F(1565℃)，然后将空气或其它的氧源引入该反应器以与溶于该液体中的碳反应并将此热的燃料气体用于产生有用的能。

Nagel的WO92/01492指出过不同熔融金属的两个不相混溶区。

Mayes的U.S.4,338,096公开一种方法，该法通过在熔融介质上的气升效应控制熔融的反应物质进入反应区的流量，并使此控制气体的流量与熔融介质的合适的流量成比例。Mayes不明白液体借助对流从一区向另一区流动的启示。

Bach的U.S.4,574,714及U.S.4,602,574没有谈到本发明的多个区，即引入有机原料的第一区、引入氧化剂的第二区及气相和液相的两个区，上述各区是为本发明的隔板所分开的。

Shin Melwa lnd的DE2,521,080展示了在氧化和气化区之间有电磁环流的熔体。

Tyrer的U.S.1,801,221公开过在一个两区装置中用甲烷生产氢，但没提供通过此两区间的对流使之流动的手段，而且也没谈到本发明的专设的隔墙隔离物。

Vayssiere的FR2,186,524公开了用电磁方式在氧化区和气化区而产生环流的熔体。

Axelsson的U.S.4,511,372完成了它的在单一容器中在高压下基本上抑制灰尘的全部工艺。

法国专利No.2552443(Klockner—Humboldt—Deutz)公开过一单一铁熔池(1)(供入煤及CaO等熔剂)。一用于冷却自此铁熔池(1)中挥发出的气体的冷却容器(3)及产生用于循环回到该冷却熔池(2)的H₂和O₂的电解区(3)。该专利谈到“在于铁熔池反应器1中加热期间释出的CO₂气体，根据Boudouard’s的与固体碳的反应在约1400℃的高的操作温度下完全转变成一氧化碳”。这样，法国专利2,552,443通过加碳而于其熔池(1)中将CO₂转化成CO这与该待批发明不同，本发明通过加碳在其第二熔池中将CO₂转变成CO，这与在其第一熔池中的这种分解不同，而且它利用Boudouard反应在其第二熔池中进行冷却，而不以最初的原料形式供入其分解熔池。

现公开一种将碳源转变成含一氧化碳的氢的合成气体的多区设备和工艺。该碳源可以是煤、汽车轮胎、有害的有机废物、如氯化联苯、多卤化有机物、有机金属化合物、有机聚合物、食用下脚料、淤渣废料，以及其他碳氢化合物，它在一定压力下被溶于可含有铁的，处于铁氧区的熔池中，然后与水、一种氧源或其混合物在至少一个区中以较高于第一区的温度及压力进行反应。在一特别好的实施方案中，两个区处于不同的垂直高度上，并由于低区及与之相比较的高区中的熔池间的比重差产生从一个区到另一区循环。

当在压力下通过将碳加入第一区中的金属液中，然后使此熔融金属环流而在第二区中与含氧气体接触，将含氢和碳的原料如丙烷，脱沥青溶剂等转变成基本上纯的氢和CO/CO₂气流时，一米直径的容器用本发明可以由甲烷生产出压力在2—50大气压的566340m³/天(2百万标准立方英尺/天)的氢。

在一个改进了的熔融金属产生氢的熔池中，挡墙构成一个吸管或起分隔该熔池中心气体空间效果的烟囱状物。通过保持该挡墙一烟囱状物各边上的熔池部位间的有助于对流的温度差，任选地，还有压力差来促进经此烟囱状物的流动。原料加在装料区，而氧加在氧化区，H₂从此装料区中放出，而CO从氧化区放出。挡墙可简单地用砖砌体或高温金属构成，而且可装在现存的有耐火衬的金属液容器中。产物可作为费—托合成法的合成气体原料被混合。另外可通过喷入CO₂取代氧将Boudouard吸热反应()用来控制温度。