获自生物质的合成气的生产和调节.pdf

1、10申请公布号CN102015973A43申请公布日20110413CN102015973ACN102015973A21申请号200980115339322申请日2009042761/12583720080429USC10J3/54200601C10K1/08200601C10K1/2020060171申请人埃讷肯公司地址加拿大魁北克省72发明人E乔内特B瓦尔塞奇G德罗莱特M加格农B阮74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人周齐宏李连涛54发明名称获自生物质的合成气的生产和调节57摘要生产和处理合成气的方法，其中在含流化床的气化炉中在不超过750的温度气化富生物质的材料以生产粗

2、合成气产物。然后粗合成气被猝灭，洗涤，和然后经受至少一个吸附步骤而得到净化合成气。净化合成气然后可以被催化重整而得到具有期望H2CO比的和/或可用于合成期望化学品的合成气。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010102986PCT申请的申请数据PCT/CA2009/0005752009042787PCT申请的公布数据WO2009/132449EN2009110551INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书18页附图1页CN102015983A1/1页21生产和处理合成气的方法，包括A在含流化床的气化炉中在不超过750的温度气化富生物质的材料以生产

3、粗合成气；B猝灭来自步骤A的所述粗合成气产物；C洗涤来自步骤B的所述猝灭的合成气；和D使所述洗涤的合成气经受至少一个吸附步骤而得到净化合成气。2权利要求1的方法，其中所述富生物质的材料在不超过725的温度气化。3权利要求2的方法，其中所述富生物质的材料在不超过700的温度气化。4权利要求1的方法，其中所述富生物质的材料在不超过10大气压的压力气化。5权利要求4的方法，其中所述富生物质的材料在不超过3大气压的压力气化。6权利要求5的方法，其中所述富生物质的材料在不超过15大气压的压力气化。7权利要求1的方法，其中所述猝灭所述粗合成气包括使所述粗合成气与碱性水接触。8权利要求1的方法，其中，在步骤

4、B前，所述粗合成气经受蒸汽重整。9权利要求8的方法，其中所述蒸汽重整在约750约1,000的温度进行。10权利要求9的方法，其中所述蒸汽重整在约750约850的温度进行。11权利要求8的方法，其中所述蒸汽重整在催化剂的存在下进行。12权利要求11的方法，其中所述催化剂包括NICR/MGOLA2O3AL2O3。13权利要求1的方法，其中所述洗涤所述合成气在约150约350的气体进口温度和约30约90的出口温度下进行。14权利要求1的方法，其中所述至少一个吸附步骤包括使所述合成气通过填充有至少一种孔隙度大于40的材料的吸附塔。15权利要求1的方法，其中所述洗涤所述合成气包括I在碱性条件下洗涤所述合

5、成气；和II在47的PH洗涤所述合成气。16权利要求1的方法，其中所述至少一个吸附步骤包括I使所述洗涤的合成气通过反应性吸附床，后者包括氧化钙或氧化钙和氧化镁；和II使所述洗涤的合成气通过氧化锌过滤床。17权利要求1的方法，并且进一步包括E在步骤D后，使所述合成气经受催化重整。18权利要求17的方法，其中所述催化剂是NICR/MGOLA2O3AL2O3。19权利要求17的方法，其中所述催化重整在约750约900的温度进行。20权利要求19的方法，其中所述催化重整在约750约800的温度进行。21处理合成气的方法，包括A猝灭粗合成气；B洗涤来自步骤A的所述猝灭的合成气；和C使所述洗涤的合成气经受

6、吸附步骤而得到净化合成气。权利要求书CN102015973ACN102015983A1/18页3获自生物质的合成气的生产和调节0001本申请要求临时申请61/125,837的优先权，该申请于2008年4月29日提交，其内容以其全部内容引入本文作为参考。0002本发明涉及从生物质生产合成气，和根据由这样的合成气合成醇或烃的需求，调节或净化这样的合成气。更具体地说，本发明涉及从生物质生产合成气，包括在低苛刻条件下气化生物质以生产粗合成气，随后通过使粗合成气经受蒸汽重整、颗粒物脱除、猝灭、洗涤、过滤和吸附来调节或净化粗合成气，然后在合成醇或烃中使用合成气。0003合成气包括一氧化碳CO和氢气H2，以

7、及少量的二氧化碳和残余烃，并且具有许多用途。合成气可以在煤气和蒸汽锅炉装置中用作燃料气体，或者合成气可以用于生产其它期望的材料，如甲醇。0004合成气可以通过气化残余的生物质材料如林木废料、农业废料、废弃的建筑木材和城市生物质如城市固体废物来生产。生物质的气化提供了粗合成气，其包括杂质如氨NH3，硫以硫化氢H2S和硫化羰COS的形式，氯以HCL的形式，挥发性金属，焦油，微细物以含金属和金属盐的亚微米颗粒的形式，和炭固体颗粒物，典型地超过0001MM并且包含金属和金属盐。这样的杂质，然而，限制了合成气用作燃料或用于合成其它有用材料的能力。0005例如，当合成气用于生产甲醇时，在催化剂的存在下在压

8、力下使合成气反应。由于气化生物质生产的粗合成气中的杂质可能使催化剂中毒或失活。0006已经设计各种方法以便从生物质生产粗合成气，和然后净化或调节粗合成气。德国专利4317319公开了粒状切碎的原材料形式的生物质在两个高压固定床气化单元中在高达1200的温度下气化。氧气、水蒸气和粗二氧化碳CO2气体也被引入固定床气化单元。在固定床气化单元中生产的粗合成气用水洗涤和冷却并且然后进一步借助于间接换热器冷却。由这些步骤，从气体物流中除去各种有机组分，如苯酚和焦油。这些可以被循环回到固定床气化炉或进料到气流床气化炉，如下所述。气体物流，不含苯酚和焦油，然后被送到合并的两级气体冷却和洗涤处理步骤，其中水和

9、甲醇的混合物用于将气体温度降低到25并且除去氨，氰化氢和残余的酚类化合物。烃，其中一些可能被卤化，也被除去。从甲醇混合物中回收的富烃化合物然后可以被送到气流床气化单元，而离开低温洗涤单元的气体物流在其进到硫化羰COS水解单元前被干燥。在方法的该部分中，合成气中的COS与蒸汽反应而形成硫化氢H2S和CO2。然后，在选择性H2S洗涤处理步骤中从气体物流中除去H2S。在煤气和蒸汽发电厂中被调节的合成气用作燃料。离开选择性H2S洗涤处理的富H2S物流被送到硫回收工艺，其将生产纯的硫和粗CO2物流。粗CO2然后经受进一步的提纯步骤，然后其被压缩和/或液化而制造高纯度CO2气体。0007生物质级分，如焦油

10、和酚，和原料中存在的微细物一起在达到1400的各温度下用作高压气流床气化单元的进料。来自固定床气化单元的粗合成气还可以在气流床气化炉中被引入和转化。离开气流床气化炉的粗合成气物流经受烟灰洗涤。气体物流然后说明书CN102015973ACN102015983A2/18页4被分为两个平行物流，其之一被进料到COS水解单元和另一个被进料到一氧化碳CO转化单元。合成气物流在那两个工艺单元之间的分布实现了气体的期望的氢气与一氧化碳H2/CO比，这将被用于甲醇合成装置。两气体物流然后被混合并且被送到冷却阶段，然后气体被进料到非常低温气体洗涤处理，其使用甲醇来显著地降低了合成气中H2S和CO2浓度。通过溶剂

11、再生步骤，H2S和CO2从甲醇取出，它们将被送到与为固定床气化合成气调节工艺所述的相同的硫回收和/或提纯步骤。洗涤的合成气被进料到甲醇合成装置。0008德国专利1003150公开了在三个气化单元中的生物质的气化，其中两个是固定床类型，而第三个是气流床类型。合成气，其离开固定床气化单元，富含CO2。猝灭和冷却富CO2的合成气。气流床气化单元的合成气被洗涤而除去烟灰，然后一些富CO2合成气被添加来提供用于甲醇合成装置的期望的H2/CO比。重组的合成气被送到CO转化阶段和冷却阶段，然后将其冷却。全部的合成气物流然后被派去非常低温度洗涤而进一步提纯合成气，其然后被进料到甲醇合成装置。其余的气体被送到煤

12、气和蒸汽发电厂，或者在与粗、合成和/或天然气混合后，在锅炉中燃烧。0009以上德国专利中所述的方法是在高强度条件下进行的，并且带来高的资产和操作成本。0010本发明提供了由生物质生产粗合成气并且净化和调节粗合成气的有效方法，使得合成气可用作燃料，或合成其它有用的产品如甲醇。0011根据本发明的一个方面，提供了处理合成气的方法。该方法包括猝灭粗合成气，洗涤猝灭的粗合成气，和使洗涤的合成气经受至少一个吸附步骤而得到净化合成气。0012如上文所述，本发明特别适用于净化或调节由气化生物质或富生物质的材料生产的粗合成气。因此，根据本发明的另一方面，提供了生产和处理合成气的方法。该方法包括在气化炉中气化富

13、生物质的材料以生产粗合成气。粗合成气然后经受通过至少一个旋风分离器的颗粒物脱除，热量回收和猝灭。在猝灭后，洗涤粗合成气。洗涤的合成气经受吸附或过滤步骤而得到净化合成气。在非限制性实施方案中，气化炉含流化床，并且气化在不超过750的温度进行。0013根据本发明可气化的富生物质的材料包括但不局限于均质的HOMOGENEOUS富生物质的材料，非均质的NONHOMOGENEOUS富生物质的材料，异质的HETEROGENEOUS富生物质的材料，和城市生物质。0014一般说来，均质的HOMOGENEOUS富生物质的材料是来自单一来源的富生物质的材料。这样的材料包括但不局限于来自单一物种的针叶CONIFER

14、OUS树或落叶DECIDUOUS树的材料，来自单一物种的种植的农业材料，如干草，玉米，或小麦，例如，来自木浆和木片的一次污泥PRIMARYSLUDGE。0015非均质的NONHOMOGENEOUS富生物质的材料一般说来是从多于一个物种的植物中获得的材料。这样的材料包括但不局限于来自混合物种的林木废料和来自混合物种的树木废料，其获自剥皮操作或锯木操作。0016异质的HETEROGENEOUS富生物质的材料一般说来是包括生物质和非生物质材料如塑料、金属、和/或污染物如硫、卤素、或化合物如无机盐或有机化合物中所含的非说明书CN102015973ACN102015983A3/18页5生物质氮的材料。这

15、样的异质的HETEROGENEOUS富生物质的材料的实例包括但不局限于城市生物质如城市固体废物，如垃圾衍生燃料，固体回收燃料，下水道污泥，用过的输电杆和铁路轨枕，其可以用杂酚油CREOSOTE、五氯苯酚、或铜铬砷酸盐处理，和来自建筑和拆除操作的木材，其可能包含上述化学品以及油漆和树脂之一。0017在非限制性实施方案中，富生物质的材料进一步包括能与氯和/或硫反应的材料，借此这样的材料与由气化富生物质的材料产生的粗合成气中所含的氯和/或硫污染物反应，和生产稳定的盐。这样的材料包括但不局限于氧化钙和氢氧化钙，氧化镁，氢氧化镁，和含镁的硅酸盐如橄榄石OLIVINE。0018一般说来，富生物质的材料的气

16、化在低苛刻条件下进行，即温度不超过750且绝对压力不超过10大气压。0019在非限制性实施方案中，富生物质的材料在不超过725的温度气化。在另一非限制性实施方案中，富生物质的材料在不超过700的温度气化。0020在非限制性实施方案中，富生物质的材料在不超过3大气压的压力下气化。在另一非限制性实施方案中，富生物质的材料在不超过15大气压的压力下气化。0021在非限制性实施方案中，富生物质的材料在气化炉中在至少一种气化剂其还用作流化剂的存在下气化。0022在另一非限制性实施方案中，至少一种气化剂包括至少一种氧化剂，其与一部分富生物质的材料反应。这样的氧化剂包括但不局限于氧气或富氧空气，例如，借此富

17、生物质的材料被部分氧化。0023在另一非限制性实施方案中，流化气体进一步包括蒸汽和/或CO2。在又一个非限制性实施方案中，流化气体基本上不含氮。在进一步的非限制性实施方案中，流化气体的氧含量不超过28VOL。在另一非限制性实施方案中，流化气体的氧含量不超过21VOL。0024气化炉包括流化床，其使用适当的流化床材料。这样的材料包括但不局限于矾土，橄榄石，无烟煤，脱硫石油焦，和一般说来，在上述温度稳定的任何其它耐火材料。0025在另一非限制性实施方案中，在猝灭由气化富生物质的材料产生的粗合成气前，使粗合成气经受蒸汽重整。在一个非限制性实施方案中，粗合成气中的焦油和热解碳微细物通过受控氧化转化为中

18、间体，并且中间体经受蒸汽重整，由此将中间体转化为CO和H2。0026在非限制性实施方案中，气化炉包括流化床段，和干舷段，并且在气化炉的干舷段中进行焦油和热解碳微细物通过受控氧化转化为中间体和中间体的蒸汽重整。在另一非限制性实施方案中，在单独的反应容器中进行通过粗合成气的受控氧化的焦油和热解碳微细物转化为中间体，随后中间体的蒸汽重整。0027在非限制性实施方案中，蒸汽重整在约750约1000温度下进行。在另一非限制性实施方案中，蒸汽重整在约750约850温度下进行。0028在另一非限制性实施方案中，蒸汽重整在催化剂的存在下进行。可使用的催化剂包括NICR/MGOLA2O3AL2O3和任何其它工业

19、镍基重整催化剂。0029在非限制性实施方案中，蒸汽重整催化剂是NICR/MGOLA2O3AL2O3。在另一说明书CN102015973ACN102015983A4/18页6非限制性实施方案中，催化剂包括15NI、10MGO、5CR、65LA2O3、和5AL2O3。这样的催化剂进一步描述在美国专利5,679,614中。0030在另一非限制性实施方案中，在猝灭粗合成气前，粗合成气经受热重整，由此将粗合成气中存在的轻烃转化为CO和H2。在非限制性实施方案中，热重整在约900约1,200温度下进行。在另一非限制性实施方案中，热重整在约1,000约1,100温度下进行。0031在另一非限制性实施方案中，

20、热重整通过添加氧化性气体进行以便提高粗合成气的温度。这样的氧化性气体包括但不局限于氧气，富氧空气，和空气。在另一非限制性实施方案中，氧化性气体进一步包括蒸汽和/或CO2。在又一个非限制性实施方案中，氧化性气体基本上不含氮气。0032在另一非限制性实施方案中，在猝灭粗合成气前，炭，其由直径大于10微米的碳包裹的惰性固体颗粒组成，并且最初存在于原材料中，从粗合成气中除去。这样的固体颗粒的除去，在非限制性实施方案中，可以通过使粗合成气通过一个或多个旋风分离器而除去。0033在一个非限制性实施方案中，在上文所述的用于生产粗合成气的条件下在气化炉的流化床段中气化富生物质的材料。粗合成气然后经受受控氧化而

21、将焦油和热解碳微细物转化为中间体，随后在如上文所述的条件下蒸汽重整这样的中间体。这样的受控氧化和蒸汽重整可以在气化炉的干舷段中，或者在单独的容器中进行。0034在蒸汽重整后，使粗合成气通过一个或多个旋风分离器而从中除去直径大于10微米的颗粒，亦称炭。在从粗合成气中除去炭后，使粗合成气经受猝灭。0035在非限制性实施方案中，猝灭粗合成气包括使粗合成气与碱性水接触，由此冷却粗合成气并且从中除去可冷凝的材料和焦油和微细物固体材料。在非限制性实施方案中，在使粗合成气与碱性水接触前，使粗合成气经受初始冷却步骤。这样的初始冷却步骤在热量回收或热交换单元进行，其中通过冷传热油冷却粗合成气，借此通过从粗合成气

22、至传热油的传热冷却粗合成气。在这样的传热后，进一步通过用碱性水猝灭粗合成气来冷却粗合成气。0036在猝灭后，洗涤粗合成气。这样的洗涤，也在猝灭器中用相同的碱性水进行，进一步除去污染物如残余的H2S，HCL，和焦油以及微细物炭颗粒。在非限制性实施方案中，洗涤在约150约350的气体进口温度和约30约90的出口温度进行。在另一非限制性实施方案中，出口温度为约30约70。在另一非限制性实施方案中，这样的洗涤包括使猝灭的合成气通过文丘里洗涤器和除雾器。在文丘里洗涤器中，粗合成气与和猝灭器中使用的相同的碱性水接触而除去污染物如金属，H2S，和HCL，以及残余的焦油和微细物炭颗粒。粗合成气然后通到除雾器以

23、便进一步除去微细物颗粒和在文丘里洗涤器产生的烟雾。除雾器被文丘里洗涤器中所用的相同的碱性洗涤水润湿。在一个非限制性实施方案中，来自猝灭器，洗涤器，和除雾器的焦油，微细物颗粒，水，和烟雾被送到分离鼓KNOCKOUTDRUM。通过利用溶解的空气，浮选FLOTATION或离心，从水中分离焦油和微细物颗粒，并且然后，使用装备有均化喷嘴的再循环流动系统，乳化含焦油和微细物颗粒的回收的撇去相SKIMMEDPHASE。所得的乳液被送到搅拌的储存器并且从储存器，其被循环到气化炉。来自空气浮选或离心单元的水被循环到猝灭器。说明书CN102015973ACN102015983A5/18页70037在粗合成气的碱性

24、洗涤后，粗合成气，在非限制性实施方案中，在吸收器中在中性或弱酸性水的存在下经受第二次洗涤处理。0038在非限制性实施方案中，这样的吸附步骤在吸附塔中进行，所述吸附塔填充有吸收剂材料，其在非限制性实施方案中包括任何已知的高孔隙度即，70填料材料。这样的材料包括但不局限于陶瓷，和金属或有机聚合物。填料材料可以是拉西环或马鞍的形式，或者填料材料可以具有蜂窝或其它可接受的构型。0039当合成气通过吸附塔时，它与PH约为4约7的中性或弱酸性水接触，在非限制性实施方案中，在与通过吸附塔的合成气流向相反的方向，使中性或弱酸性水通过吸附塔。当合成气通过吸附塔并且接触中性或弱酸性水时，除去氨，痕量焦油，残余微细

25、物，和痕量杂质如H2S，氯，和金属含氨的水配送到分离鼓，其中空气浮选进行焦油和微细物从水中分离。焦油和微细物被乳化，在与由从洗涤器中除去的焦油和微细物制备的乳液一起被循环到气化炉前，调节乳液的PH。然后，通过蒸汽汽提，从水中分离氨。这样的蒸汽汽提，在非限制性实施方案中，在超过100的温度下和在约1大气压约3大气压的压力进行。然后氨可以被回收和提纯，或者可以循环至气化炉以便进一步转化为N2和H2。0040任选地，在另一非限制性实施方案中，在经受吸附和过滤前，通过使洗涤的合成气通过除湿材料，使洗涤的合成气经受除湿。在非限制性实施方案中，除湿材料包括至少一种不含硫的干燥剂材料，其包括但不限于，氧化铝

26、，二氧化硅，沸石，硫酸钙，氧化钙，和氧化镁。0041在另一非限制性实施方案中，至少一种除湿材料是单独的容器中所含的反应性吸附床的形式。0042在另一非限制性实施方案中，合成气，不管这样的合成气是否已经经受如上文所述的除湿，被预热到约400并且通过氧化钙或氧化钙/氧化镁的反应性吸附床以便除去像HCL的在洗涤后可能残留的痕量的氯。在非限制性实施方案中，氧化钙或氧化钙/氧化镁的反应性吸附床具有大于40的孔隙度。0043消除任何痕量的硫是通过加热气体至300400并且然后使气体通过氧化锌过滤床来进行的。0044在备选的但非限制性的实施方案中，处理的合成气，在经受前述步骤后，经受催化重整以便将存在于合成

27、气中的轻烃转化为CO和H2。这样的催化重整是在猝灭粗合成气前热重整粗合成气的备选方案。因此，在非限制性实施方案中，如上文所述，富生物质的材料被气化。然后，粗合成气可以经受如上文所述的受控氧化和蒸汽重整，并且然后可以除去炭颗粒。粗合成气然后经受猝灭，洗涤和吸附步骤，如上文所述，和然后经受催化重整以便将轻烃转化为CO和H2。0045在非限制性实施方案中，催化重整在流化催化床或固定催化床，或多管催化流动反应器中进行，这些可以如上文所述在过滤保护床之后，后者由合适的材料如氧化锌粒料或氧化锌粒状材料构成。这样的保护床在这样的条件下操作，使得气体中的硫容易地与氧化锌反应，形成稳定的硫化物盐。合适的催化剂包

28、括但不限于NICR/MGOLA2O3AL2O3或任何工业镍基重整催化剂，其担载在氧化铝或橄榄石的可流化载体上。在非限制性实施方案中，催化重整在约750约900温度下进行。在另一非说明书CN102015973ACN102015983A6/18页8限制性实施方案中，催化重整在约750约800温度下进行。0046在非限制性实施方案中，催化重整在约1ATM约10ATM的压力进行。在另一非限制性实施方案中，催化重整在约1大气压约3大气压的压力进行。0047在另一非限制性实施方案中，在使粗合成气经受上文所述的猝灭，洗涤，和吸附与过滤步骤后，合成气经受压缩，然后将其进一步进行调节以便从中除去任何残余水分，C

29、O2，和羰基金属。在一个非限制性实施方案中，合成气被压缩使得压缩的合成气的CO2含量不超过5VOL。在另一非限制性实施方案中，合成气在约5巴约70巴的压力压缩。在另一非限制性实施方案中，合成气在约5巴约10巴的压力压缩。然后，通过使用适当的反应性碳基保护床，除去羰基金属。0048CO2的除去可以伴随以使用胺基工艺或使用冷却甲醇。两种方法还将水分水平降低至痕量。0049所得的净化和重整的合成气然后经受进一步加工并且转化为其它有用的产物。0050例如，净化合成气可以在催化剂的存在下反应以生产甲醇。在另一非限制性实施方案中，合成气被压缩并且然后鼓泡通过含分散在惰性油INERTOIL中的粉末或颗粒形式

30、的催化剂的塔，由此合成气中的痕量染污物被分散在该油中。0051在另一非限制性实施方案中，合成气在约5大气压约100大气压的压力压缩。在又一个非限制性实施方案中，净化合成气在约5大气压约65大气压的压力压缩。在进一步的实施方案中，合成气在约60大气压的压力压缩。0052在另一非限制性实施方案中，合成气转化为甲醇在约220约320温度下进行。0053在又一个非限制性实施方案中，合成气转化为甲醇在约220约250温度下进行。0054如上文中所述，催化剂是粉末形式的，其包括这样的颗粒，在非限制性实施方案中，其具有不超过800微米的粒径。在另一非限制性实施方案中，催化剂具有不超过500微米的粒径。005

31、5可使用的催化剂的实例包括但不局限于，掺杂或未掺杂的，CUO/ZNO/AL2O3、CU/ZNO/CR2O3和CU/ZRO2。催化剂掺杂剂的实例包括但不局限于碱金属如铯，钾，钠，和锂。0056如上文中所述，催化剂颗粒分散在惰性油中。在非限制性实施方案中，惰性油是矿物油。可使用的矿物油的实例是DRAKEOL9矿物油，PENRECO的产品。0057本发明现将参考附图进行描述，其中0058图1是本发明的实施方案的示意图，其中生物质材料被气化以生产粗合成气，其通过使粗合成气经受猝灭，洗涤，和吸附与过滤步骤，随后压缩合成气来除去痕量杂质来净化。0059现参考附图，富生物质的材料从传送带1通过旋转阀2A，2

32、B通入进料螺杆3。富生物质的材料可以包括另加的材料如氧化钙或氢氧化钙，其能够与由气化富生物质的材料产生的粗合成气中所含的氯和硫污染物反应，由此生产稳定的盐。气化或氧化剂，如空气，富氧空气，氧气，蒸汽和/或CO2，从管线4通入进料螺杆3。进料螺杆3将富生物质的材料和气化或氧化剂通入气化炉7的流化床段7B。在气化炉说明书CN102015973ACN102015983A7/18页97的流化床段7B中，富生物质的材料接触额外量的气化或氧化剂，如空气，富氧空气，氧气，蒸汽和/或CO2，其通过管线5通入气化炉7的流化床段7B。0060气化炉7的流化床段7B包括适当的流化床材料，如氧化铝，橄榄石，无烟煤，脱

33、硫石油焦，或其它耐火材料。0061富生物质的材料的气化在气化炉7的流化床段7B中在低苛刻条件下进行。富生物质的材料的气化在不超过750的温度和不超过10大气压的压力下进行。由于这样的气化，产生了粗合成气，其包含，除CO和H2外，轻烃和杂质如焦油，热解碳微细物，炭碳包裹的进料中存在的无机物和其它固体残渣，和氨。0062不能加工的固体残渣进一步通过管线8和阀9A和9B通入鼓10。剩余的粗合成气然后在气化炉7的干舷段7A中在氧化剂如上文所述的那些其通过管线6通入气化炉7的干舷段7A的存在下经受受控氧化。这样的受控氧化在约750约900的温度和约15大气压约10大气压的压力下进行，并且进一步将焦油和热

34、解微细物转化为中间产物，其然后通过蒸汽重整转化为CO和H2。这样的蒸汽重整可以在气化炉7的干舷段7A中进行，借此蒸汽通过管线6被引入气化炉7的干舷段7A。蒸汽重整在约750约900的温度和约15大气压约10大气压的压力下进行。备选地，将焦油和热解碳微细物转化为中间体，和这样的中间体的蒸汽重整，借此这样的中间体被转化为CO和H2，可以在单独的反应容器未示中进行。0063粗合成气然后从气化炉7的干舷段7A通过管线11通入旋风分离器12。在旋风分离器12中，直径大于10微米的固体颗粒，被称为炭，与粗合成气分离，通过管线13，和阀14A和14B，在鼓15中收集。备选地，使粗合成气通过两个或更多个串联的

35、旋风分离器未示，并且在一个或多个鼓中收集炭。粗合成气通过管线16离开EXISTS旋风分离器12，并且被通到热重整器18，其中存在于粗合成气中的烃被转化为CO和H2。在热重整器18中，粗合成气接触气化剂如上文中所述的那些，其由管线17被引入热重整器18。热重整在约900约1200的温度和约15大气压约10大气压的压力下进行。0064如果合成气在超过900的温度经历热重整的话，在重整器18的出口物流19处注入循环水以便将合成气温度降至800900的温度，然后进入热量回收单元20。0065备选地，管线19中的粗合成气被直接通到热量回收单元20，在催化重整器37中进行轻烃的催化重整，如下文所述。006

36、6在热量回收单元20中，合成气被冷传热油冷却，该冷传热油在管线21中通过热量回收单元20并且作为热传热油离开热量回收单元20。相对于合成气通过热量回收单元20的流向，传热油可以以并流方式或逆流方式通过热量回收单元20。将合成气冷却至约150约350的温度。合成气通过管线22离开热量回收单元20并且进入猝灭器23。0067在猝灭器23中，粗合成气接触来自管线67A，67B，67C，和67D的碱性水，借此粗合成气经受进一步的冷却，即，至约60约100的温度。碱性水猝灭粗合成气，除去焦油，微细物颗粒，及其他可溶性污染物。猝灭水和焦油，微细物及其他污染物通过管线59离开猝灭器23，并且进入分离鼓61。

37、说明书CN102015973ACN102015983A8/18页100068猝灭的合成气通过管线24离开猝灭器23并且进入文丘里洗涤器25，其中猝灭的合成气接触来自管线67E的碱性水以便除去污染物如金属，残余H2S，残余HCL，焦油，和微细物颗粒。洗涤在约20约70的温度下进行。洗涤的合成气通过管线26离开文丘里洗涤器25，并且进入除雾器27，其中除去另外的焦油和微细物颗粒。金属，焦油，微细物颗粒，和水通过管线60从除雾器27中取出，与管线59中的水，焦油，微细物，和其它污染物结合，并且通到分离鼓61。0069然后，水，金属，焦油，微细物及其他污染物通过管线62从分离鼓61取出并且被通到分离器

38、63，其中水与焦油和微细物分离。水从分离器63通过管线64取出，通过冷却器65通入管线66，其中调节水的PH以便水的PH为至少85，然后通过管线67A，67B，67C，和67D通入猝灭器23，和通过管线67E通入文丘里洗涤器25。焦油和微细物从分离器63取出并且通过管线68到乳液罐69。0070洗涤和除雾的合成气通过管线28离开除雾器27。一般说来，在大约80和100相对湿度下，洗涤和除雾的合成气离开除雾器27。0071管线28中的洗涤和除雾的合成气接触来自管线86的中性或弱酸性水并且通入吸附塔29。以与合成气通过吸附塔29的流动相反的方向，使水通过吸附塔29。当合成气和水通过吸附塔29时，除

39、去氨，痕量焦油，和微细物。水，H2S，氯，金属，氨，痕量焦油，和微细物通过管线78从吸附塔29取出并且通入分离鼓79。水，H2S，氯，金属，氨，痕量焦油，和微细物然后通过管线80通入分离器81，其中水和氨与痕量焦油和微细物分离。水和氨通过管线83从分离器81取出。0072一小部分水和氨混合物通过管线84从水中取出，并且通过汽提单元未示回收富氨的液体。水通过冷却器85和管线86，其中水的PH被调节至中性或略酸性的PH。管线86中的水然后接触来自管线28的洗涤和除雾的合成气，水和合成气然后通过吸附塔29，如上文所述。0073焦油和微细物从分离器81通过管线82取出并且通入乳液罐69。在罐69中，从

40、分离器63和81取出的焦油和微细物混合而形成乳液。调节乳液的PH值以便制备适用于循环至气化炉7的乳液。然后，乳液从罐69通过管线70取出，并且通过泵71。如果期望的话，关闭阀76，打开阀74，乳液通过管线73，阀74，和管线75并且循环至罐69，并且经受进一步乳化和/或PH调节。0074当关闭阀74并且打开阀76时，焦油和微细物的乳液从罐69通过管线70取出，通过泵71，管线72，阀76和管线77通入气化炉7的流化床段7B，其中焦油和微细物与富生物质的材料和气化剂合并如上文所述以生产粗合成气。0075净化合成气从吸附塔29通过管线30取出。在一种实施方案中，如果没有经受如上文所述的在先的热重整

41、，净化合成气的压力在增压器31中提高，由此加热气体，然后将其通过管线32至保护床33A以便除去水分。然后气体被进一步加热并且通过管线33C，和通过氧化锌保护床33B进行脱硫。净化合成气从保护床33B通过管线34取出。其然后进一步在加热器35中加热，通过管线36，然后在催化重整器37中接触来自管线87的蒸汽和管线88中的氧气。其中净化合成气中所含的轻烃在重整催化剂如NICR/MGOLA2O3AL2O3或任何其它工业镍基重整催化剂的存在说明书CN102015973ACN102015983A9/18页11下经受催化重整。当使用时，这样的催化重整在约750约1000的温度和约1大气压约10大气压的压力

42、下进行。由于这样的催化重整，轻烃被转化为CO和H2。净化合成气，在催化重整步骤后，从催化重整器37通过管线38取出并且通到热量回收单元39。0076备选地，当粗合成气在热重整器18中经受热重整时，合成气中的轻烃的浓度是足够地低，烯烃以痕量级存在，净化合成气从吸附塔29取出并且被送到缓冲罐42。在这种情况下，将不需要催化重整，只是在催化合成甲醇前，将紧紧需要用于脱硫的氧化锌保护床。0077在热量回收单元39中，净化合成气是由通过管线40的冷传热油冷却的。当净化合成气通过热量回收单元39时，净化合成气被冷却，传热油被加热，并且在管线40中作为热的传热油离开热量回收单元39。一般说来，净化合成气被冷

43、却至和气体压缩机的操作相适合的温度。净化的和冷却的合成气然后通过管线41通入缓冲罐42。0078在合成期望的材料如甲醇中使用净化的合成气之前，例如，合成气经受进一步的调节。合成气从罐42通过管线43取出并且在压缩机44中压缩来进行可冷凝的水和其它可冷凝的杂质的除去。压缩在约5巴约10巴的压力下进行。水通过管线45从压缩机中取出，压缩的合成气通过管线46通入CO2脱除单元47，其还作为最终的除湿器。这样的单元使用冷却的流体如甲醇。合成气通过管线48离开CO2脱除单元47，并且进入缓冲罐49，CO2从CO2脱除单元47通过管线89取出，水通过管线90取出。合成气然后通过管线50离开缓冲罐49。通过

44、管线48离开CO2脱除单元47的合成气中剩余的CO2的量一般说来不超过5VOL。管线48中的合成气被通到缓冲罐49。0079对于最终的调节来说，合成气通过管线50从缓冲罐49取出，通到压缩机51，其中合成气被压缩到高压。一般说来，这样的压缩是在约50大气压约100大气压的压力下进行的。一些痕量的水通过管线52从压缩机51中取出，和压缩的合成气通过管线53从压缩机51中回收。如果合成气已经经历热重整并且不需要合成气的另外的催化重整，那么压缩的合成气于是将在预热器54中预热并且通过管线55通入活性碳保护床56。回收的合成气通过管线57取出，在热交换器58中调节其温度，并且在合成其它期望的材料中可用

45、作进料，如甲醇，包括鼓泡通过含分散在惰性油中的颗粒或粉末形式的适当的甲醇合成催化剂的塔未示，如上文所述。0080例如，合成气可以在压缩机55中在约55大气压约100大气压的压力下压缩。痕量的水通过管线56从压缩机55取出，压缩的合成气通过管线57从压缩机55取出，鼓泡通过含分散在惰性油中的颗粒或粉末形式的适当的甲醇合成催化剂的塔未示，如上文所述。实施例0081本发明现将参考以下实施例来描述；然而本发明的范围不意图受其限制。0082生物质转化为合成气0083以下是在随后的实施例中将生物质转化为合成气所用的方法。关于生物质转化说明书CN102015973ACN102015983A10/18页12为

46、合成气的详细细节在每个实施例中给出。0084在以下实施例中，气化炉是流化床圆柱容器，其可以加工许多原材料，包括林木废料，塑料，城市废料如分类的和切碎的城市固体废物、毁坏木材等、污泥、肉骨粉和其它已经成形为粒料、坯块或颗粒的生物质材料，和可以具有不同湿度、密度和/或形态的木片。如果期望的话，气化炉还可以加工石油焦、富沥青质的渣油、煤、和液体原材料如富甘油的渣油，其是通过特别开发的喷嘴注入。待加工的原材料可以具有至多40WT的水分含量。0085取决于进料的组成，使用两种系统将生物质进料到气化炉。第一系统包括包括传送螺杆或传送带，其将原料例如，切碎的木材、毁坏木材、或从电杆、铁路轨枕等获得的木材，如

47、以下实施例1中所描述的从存储区运输到第一闭锁式料斗。两个联锁滑动闸阀位于第一闭锁式料斗之上和之下。闸阀提供了适当的密封，其允许连同气化炉一起操作进料系统，其在15大气压下加压。原料通过第二滑动闸阀靠重力从第一闭锁式料斗转移到第二闭锁式料斗。从第二滑动闸阀，固体通过一个或多个旋转阀，其控制固体体积流量。从旋转阀，固体落到进料螺杆上，其直接将固体转移到气化炉的流化床段。0086在第二系统中，该系统设计用于将低密度或“蓬松”材料例如废物衍生原料或RDFS，如以下实施例2和3中所述的那些转移到气化炉，气动传送管将固体从存储区转移到脱离式旋风分离器DISENGAGINGCYCLONE，后者具有短底腿BO

48、TTOMLEG，其引导固体通过第一滑动闸阀进入第一闭锁式料斗。第二滑动闸阀引导材料进入第二闭锁式料斗。两个滑动闸阀具有联锁机构，其在加料顺序期间对闭锁式料斗加压。闭锁式料斗是锥形柱体，这避免压实材料。底部闭锁式料斗引导固体到设置在密封室中的传送带上。载荷传感器LOADCELLS，其是电子启动的，控制原材料至气化炉的流速。传送带将原材料带到进料螺杆，后者将材料转移到气化炉的流化床段。0087气化炉的流化床段可以处理高达200KG/HR的原料，并且可以在至多4大气压的压力下操作。床层温度是通过氧化程度和通过原料中存在的水的量和原料湿度来调节的。气化在不超过750的温度进行。还调节床层温度以便防止原

49、料中存在的惰性盐熔化。因此，所选择的床层温度在某种程度上基于原料中惰性盐的类型和数量。0088如上所述，空气或富氧空气可用作部分氧化剂。可以调节反应器内的蒸汽分压以便控制主要的重整反应，其在反应器的干舷段中发生，其中反应时间大于在流化床段中的反应时间。0089气化炉被设计用于获得和保持期望的床层温度并且最小化颗粒挟带。气化炉包括扩大的干舷ENLARGEDFREEBOARD用于氧化铝和/或其它固体流化床材料的脱离DISENGAGEMENT。足够数量的氧化铝存在于流化床段以便适当的热量和质量传递以及最小化床层压降。在气化期间，生物质的进料速率为075至25KG的生物质每小时每千克氧化铝。0090通过与经特定端口引入或加入到进料中的CAO或CAO/MGO的反应，进行氯在气化炉中以HCL计和硫在气化炉中以H2S和COS计的中和。容易地，氯形成CACL2和硫形成CAS。因为在气化炉中并非全部的氯和硫被中和，第一洗涤回路使用碱性洗涤以实现非常高程度的在气化炉中形成的HCL、NH4CL和H2S的除去。说明书CN102015973ACN102015983A11/18页130091串联的两个旋风分离器以90至95的效率收集粗颗粒