CN102732324A - 一种由含碳原料制备一氧化碳的方法及由其方法得到的产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法以及采用所述方法得到的一氧化碳产品。该方法包括物料进料工序、反应工序、气体净化与冷却工序。该方法稳定可靠，易实现高温、高压、连续生产，运行控制方便；该方法具有原料来源广泛、生产能力大及过程环保等技术优势。

Description

一种由含碳原料制备一氧化碳的方法及由其方法得到的产品

【技术领域】

本发明属于化工技术领域。更具体地，本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法，还涉及采用所述方法得到的一氧化碳产品。

【背景技术】

随着我国工业水平的发展和壮大，CO₂气体的排放量近年来一直在不断地增长，其排放量现已超过美国，位居世界第一，我国的碳排放问题已成为世界各国关注的焦点。另外，长期以来，CO₂由于其性质稳定，常温常压下不易与其它物质反应和可溶性等特点，再加上技术及理念等方面的原因，直到目前还没有真正大规模地应用二氧化碳。

在现有技术中，人们已将二氧化碳用于石油回采、机械加工、消防、化工工业、食品、卫生及医药等技术领域。目前，人们正在研发二氧化碳捕集及贮存技术（CCS），这种技术只是将二氧化碳收集并存贮于地下，由于技术研发及安全方面等原因，还没有实现二氧化碳的工业化应用。

人们都清楚地知道，二氧化碳实际上是一种宝贵的自然资源。目前，全世界每年向大气排放的二氧化碳约313亿吨，实际转化利用二氧化碳的量仅约1亿吨，二氧化碳利用率只是约0.3％。

把二氧化碳作为含碳资源进行资源化利用的技术研究中，具有代表性的技术是前苏联于上世纪50年代开发的焦炭-纯氧-CO₂间歇气化工艺，该工艺利用固定床常压反应器，以块状焦碳为原料生产出一氧化碳原料气。

CN 200510027918、发明名称“一种二氧化碳还原制备一氧化碳新工艺”公开了一种二氧化碳还原制备一氧化碳新工艺，其主要特点是利用固定床常压反应器，以块状焦碳为原料生产一氧化碳原料气。装置生产能力小、原料来源单一且数量很少、生产条件差、自控水品低、劳动环保条件差。

本发明在总结现有技术优势与缺陷的基础上，以目前先进的气流床反应器7技术为主要生产形式，与传统固定床反应器模式相比，气流床反应器7内部物流为并流形式，原料与产品沿同一方向移动，因此可通过调节氧气量和煤气出口压力来调整至需要的反应温度和压力并保持恒定，使之在满足CO₂还原以及其它反应能够顺利进行的条件下，容易实现高温、高压、连续生产。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种由含碳原料制备一氧化碳的方法。

本发明的另一个目的是采用所述制备方法得到的一氧化碳产品。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法。

该一氧化碳制备方法的步骤如下：

A、物料进料工序

将一种或多种选自原煤、焦炭、石墨、石油焦或其它高含碳物质的含碳原料送到原料贮仓1，依靠其自身重力进入给料机2，经计量后由输送气输送到物料喷射器4的原料通道16；由氧气、二氧化碳与过热蒸汽组成的气化剂经混合器3混合后，进入物料喷射器4的气化剂通道18；

B、反应工序

分别经物料喷射器4的原料通道16与气化剂通道18进入气流床反应器5的含碳原料与气化剂，在压力0.01～4.0MPa与温度1300～1700℃的条件下进行反应，得到含有一氧化碳与氢气组分的粗煤气和灰渣混合物；

C、气体净化与冷却工序

从气流床反应器5排出的粗煤气和灰渣混合物经水激冷装置6激冷降温后，进入渣水收集罐7进行气固分离，得到粗煤气和激冷渣水；

所述的粗煤气接着通过初冷器8与再冷器9进行水洗降温，得到水洗煤气和洗涤灰水；

所述的水洗煤气然后进入气体净化装置10进行净化，除去氢气，得到一氧化碳产品；

所述的洗涤灰水和所述的激冷渣水进入水处理工段处理后再循环使用。

根据本发明的一种优选实施方式，所述含碳原料粒度分布是以含碳原料总重量计90%以上的含碳原料颗粒不大于90微米，所述含碳原料的含水量是以含碳原料总重量计2%以下。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的气化剂是由氧气、二氧化碳与过热蒸汽按照体积比10～20：5～10：4～6组成的。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的物料喷射器4包括位于其中心的原料通道16、环绕原料通道16的气化剂通道18以及处于气化剂通道18外侧的冷却水通道17；原料通道16、气化剂通道18与冷却水通道17三者相互平行配置。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的输送气是二氧化碳、氮气或它们的混合物。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的气流床反应器5是一种两端为圆锥体的圆柱体反应器，其气流床反应器5的壁由耐火层13、保温层12、隔热层11与外壳14组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述气流床反应器5的耐火层13由能够承受温度1500～2000℃的耐火材料或由一根或多根金属管绕制而成的冷却盘管水冷壁15构成。

本发明还涉及采用所述制备方法得到的一氧化碳产品。所述产品的一氧化碳含量是以体积计65%～98.0%。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种由含碳原料制备一氧化碳的方法。

该一氧化碳制备方法的步骤如下：

A、物料进料工序

将一种或多种选自原煤、焦炭、石墨、石油焦或其它高含碳物质的含碳原料送到原料贮仓1，依靠其自身重力进入给料机2，经计量后由输送气输送到物料喷射器4的原料通道16；由氧气、二氧化碳与过热蒸汽组成的气化剂经混合器2混合后，进入物料喷射器4的气化剂通道18

物料进料的具体情况参见附图1和附图4。

本发明使用的原料是原煤、焦炭、石墨、石油焦或其它高含碳物质含碳原料，这些通常需要进行烘干、筛分、破碎等预处理，使其含碳原料的粒度分布达到以含碳原料总重量计90%以上的含碳原料颗粒不大于90微米，所述含碳原料的含水量是以含碳原料总重量计2%以下。

根据本发明，所述的其它高含碳物质是其无机碳含量或有机碳含量为以重量计40%以上的任何含碳物质，例如木粉、煤炭液化残渣、高分子化合物粉末。

进行烘干、筛分、破碎等预处理所采用的方法与使用的设备都是在本技术领域里普遍使用的、本技术领域的技术人员熟知的方法与设备。

预处理得到的含碳原料送到原料贮仓1，依靠其自身重力进入给料机2，再通过计量设备计量后由输送气输送到物料喷射器4的原料通道16。

所述的原料贮仓、给料机与计量设备都是在化工技术领域里处理固体物料时普遍使用的、本技术领域的技术人员熟知的设备。

例如所述的原料贮仓是一种带锥形出口的常压圆筒钢制容器，是目前市售的容器产品，也可由机械加工企业根据要求加工制造。

所述的给料机2是一种附带转子叶轮、壳体、密封件及减速器、电动机等部件的市售定型产品，例如由唐山万亨机械责任有限公司生产的YG系类、河南新乡市共成振动设备有限公司生产的GY系列星形给料机。

所述的计量设备例如是徐州上达科技有限公司生产的称JGS系列重给料机。

所述的物料喷射器4结构见附图4，它包括位于其中心的原料通道16、环绕原料通道16的气化剂通道18及处于气化剂通道18外侧的冷却水通道17，所述的原料通道16、气化剂通道18与冷却水通道17三者相互平行配置。

所述物料喷射器4的作用是将含碳原料及气化剂送入气流床反应器5中进行化学反应。所述物料喷射器4的下部处在高温、高压气流床反应器5的炉膛中，并承受着气固物流的冲刷。为了防止所述的物料喷射器4被高温烧坏和被磨损，在物料喷射器4的原料通道16以及气化剂通道18外设置了冷却水通道17。

在本发明中，所述的输送气是二氧化碳、氮气或它们的混合物。所述的输送气在压力0.3～4.3MPa的条件下将预处理含碳原料输送到物料喷射器4的原料通道16。

在本发明中，所述的气化剂是由氧气、二氧化碳与过热蒸汽按照体积比10～20：5～10：4～6组成的。氧气、二氧化碳与过热蒸汽经混合器3混合后，在260～300℃与0.6～4.6MPa的条件下进入物料喷射器4的气化剂通道16。

所述的混合器3是一种圆筒形压力容器，其作用是对进入该容器的氧气、二氧化碳与过热蒸汽进行充分的混合。该混合器可以由具有一定压力容器制造资格的机械加工制造企业生产，例如南京化工机械设备制造有限公司、核工业524厂生产的混合器。

B、反应工序

分别经物料喷射器4的原料通道16与气化剂通道18进入气流床反应器5的含碳原料与气化剂，在压力0.01～4.0MPa与温度1300～1700℃的条件下进行反应，得到含有一氧化碳与氢气组分的粗煤气和灰渣混合物。

所述的气流床反应器5是一种两端为圆锥体的圆柱体反应器，其气流床反应器5的壁由耐火层13、保温层12、隔热层11与外壳14组成。

所述的耐火层13是由一种耐火材料筑成的耐火层，这种耐火材料在1500～2000℃高温下保持其良好耐火性能达15000小时以上。该耐火材料可以是含一定铬的耐火砖或耐火浇注料。

或者，

所述气流床反应器5的耐火层13由一根或多根金属管绕制而成的冷却盘管水冷壁15构成。冷却盘管水冷壁15用于保护气流床反应器5的外壳免受高温。当炉膛采用冷却盘管水冷壁15时，所述冷却盘管水冷壁15表面通常选用耐高温的SiC涂料，该SiC涂料均匀喷涂在所述冷却盘管上形成耐高温涂层，用于保护这些冷却盘管，避免直接接触高温炉膛。所述的SiC涂料是目前市场上销售的产品。

所述的保温层12维持气流床反应器5在正常生产时内部热量尽可能不向外传导与辐射，保证气流床反应器5的温度稳定。该保温层材料可以由耐热性好、热传导性相对较弱的Al₂O₃所组成。

所述的隔热层12是保证通过保温层11传导出的热量低至正常安全生产要求，该材料可以是耐热毡或耐热纤维。

所述隔热层12、保温层11、耐火层13所使用的材料均是目前市场上销售的产品，例如洛阳耐火材料厂生产的相关产品。

所述的外壳14是一种钢制压力容器，该壳体14承受气化炉炉膛操作压力与外界大气压（0.01MPa）之间很高的压差（0.1-4.0MPa），同时承受隔热层12传递给其的高温。制造其外壳14所使用的钢材需能经受高温、高压、对应温度压力下的露点腐蚀，并需要严格按照压力容器加工要求进行加工制造。

C、气体净化与冷却工序

从气流床反应器5排出的粗煤气和灰渣混合物经水激冷装置6激冷降温后，进入渣水收集罐7进行气固分离，得到粗煤气和激冷渣水。

所述的激冷装置6是一种压力容器，其结构是带激冷水喷孔的压力容器。它用于将从气化反应器5排出的高温粗煤气和熔融灰渣冷却。从气化炉出来的高温热粗煤气及熔渣，被激冷装置激冷水喷孔喷出的水迅速激冷，粗煤气、淬冷后的熔渣从激冷装置出来进入渣水收集罐。该激冷装置在正常运行时期承受约4.2MPa高压、300～450℃高温。本发明使用的激冷装置6是例如哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的激冷装置。

所述的渣水收集罐是一能够承受250～300℃温度、～4.2MPa压力的带椭圆封头的圆柱形钢制压力容器，它用于收集激冷渣水。该渣水收集罐例如是哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的渣水收集罐。

所述的粗煤气接着通过初冷器8与再冷器9进行水洗降温，得到水洗煤气和洗涤灰水。

所述的初冷器8与再冷器9是一种带椭圆封头的立式圆柱形压力容器，容器内设置塔盘。该容器用于煤气冷却和净化。洗涤冷却水进入塔盘，自上而下流动，与自下而上流动的粗煤气进行逆流接触，对粗煤气进行冷却和洗涤。

所述的水洗煤气然后进入气体净化装置10进行净化，除去氢气，得到一氧化碳产品。

所述的气体净化装置10是指采用分离方法对粗煤气中一氧化碳气进行提纯所使用的装置，所述分离方法可以是变压吸附法或者膜分离法。不同的方法其装置有所不同，具体参见刘来志、薛子文，在“羰基合成工业中分离提纯CO方法”，《化工设计通讯》，第04期，第46-48页（2010年）中描述的净化装置。

所述的洗涤灰水和所述的激冷渣水经处理后可循环使用。

本发明还涉及采用所述制备方法得到的一氧化碳产品。所述产品的一氧化碳含量是以体积计65%～98.0%。

所述产品的一氧化碳含量测量方法是现有的测定方法，例如可以是利用奥氏气体分析仪，现场采集的样品通过专用气体吸收溶液，测定其体积分数。或者利用远红外分析仪采用常规测定方法测量其体积分数。

本发明的方法以干煤粉等原料作气化原料，气化温度高，可以气化高灰熔点的煤，例如褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤、石油焦等都可以使用。本发明方法的冷煤气效率（其含义为气化生成粗煤气的化学能与气化用固体原料的化学能之比）可高达80％以上，二氧化碳转化率（其含义为参与气化反应并转化为其它物质的二氧化碳与参与气化反应的总二氧化碳之比）可达以重量计90%以上。

该方法以目前先进的气流床反应器5技术为主要生产形式，与传统固定床反应器模式相比，气流床反应器5内部物流为并流形式，原料与产品沿同一方向移动，因此可通过调节氧气量和煤气出口压力来调整至需要的反应温度和压力并保持恒定，使之在满足CO₂还原以及其它反应能够顺利进行的条件下，容易实现高温、高压、连续生产。

该方法生产能力大，单台气化炉年处理CO₂量约50000Nm³，高温、高压状态提高了物料之间的反应速率，物料停留时间达到了6～9秒，提高了原料的转化率，从而提高了气流床反应器5的生产能力。

该方法工艺路线简单，与传统固定床CO₂还原气化技术相比，本发明提出的气流床二氧化碳还原技术由于采取了高温高压操作，气化过程充分、彻底，不需要煤气水/油分离以及酚氨回收等装置，废水处理、气体洗涤等***也更加简单、易于操作。

该方法过程环保，其采用的气流床反应器5由于采用了高温、高压的操作条件，气化产物中不含有焦油、酚、萘等有害物质，废水经过简单处理后即可达到国家环保法规要求的排放标准，废渣可以直接加工成墙砖、水泥，从而得到资源化利用。

从气化反应机理中可以得出，该方法每标准立方米的CO₂可替代标煤约0.64kg，替代纯氧约1Nm³，折合标煤0.2kg。以上述原料煤为原料，两台气化炉每天处理煤400吨，年产10万吨甲醇为例，加入的CO₂(98.5%)和输送的煤粉比可以达到25%左右（质量比），加入的CO₂转化率为90%，年节约标煤＝400吨/天×330天×25％×1000kg÷1.97Kg/m³×98.5%×90％×0.64kg=8640吨，年节约氧气＝440吨/天×330天×25％×1000kg÷1.97Kg/m³×98.5%×90％＝1485万Nm³，年节约的氧气折合成标煤1633.5万×0.2kg=3267吨，两项合计每年节约标煤13721.4吨。

[有益效果]

本发明具有下述的积极效果

本发明采用先进的气流床干法气化方式，对原料的适应性更强，原煤、焦碳、石墨、石油焦及其它高含碳物质都可以作为原料使用，而固定床气化只适合采用块状无烟煤或焦炭。

容易实现高温、高压、连续生产；生产能力大；工艺路线简单；由于采用气流床气化方式，通过调整气化剂中O₂/CO₂的比例，以及气化剂与煤粉的比例，可以调整气化操作温度至1300-1700之间，该气化操作温度区间能够取得最佳的气化效率和较好的气化指标。气流床气化原料处理量很大，均采用高压操作的方式。本方法可在压力0.1-4.0MPa的条件下进行操作，提高了生产强度和生产能能。由于气化炉采用连续进料、连续排渣的方式，本方法实现了连续生产。本方法生产能力大，单台气化炉可实现年产10万吨/甲醇的生产规模，折算为入炉原料，单炉投煤量可达500吨/天。由于采用高温、高压气化方式，气化相关设备尺寸较小，流程简单，只包括加料、气化、排渣几个过程。

由于采用了高温、高压的操作条件，气化产物中不含有焦油、酚、萘等有害物质，废水经过简单处理后即可达到国家环保法规要求的排放标准，废渣可以直接加工成墙砖、水泥，从而得到资源化利用。

【附图说明】

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明气流床反应器结构示意图；

图3是本发明气流床反应器结构示意图；

图4是本发明物料喷射器结构示意图。

图中：1、原料贮仓；2、给料机；3、混合器；4、物料喷射器；5、气流床反应器；6、水激冷装置；7、渣水收集罐；8、初冷器；9、再冷器；10、净化装置；12、隔热层；11、保温层；13、耐火层；14、外壳；15、水冷壁；16、原料通道；17、冷却水通道；18、气化剂通道。

【具体实施方式】

通过下面实施例将会更好地理解本发明。

实施例1：以某原煤为原料1制备一氧化碳

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

一氧化碳制备步骤如下：

A、物料进料工序

200吨/天原煤采用本技术领域的技术人员熟知的方法与设备进行烘干、筛分、破碎预处理，使其原煤的粒度分布为以原煤总重量计90%以上的原煤颗粒不大于90微米、所述原煤的含水量是以原煤总重量计2%以下。将这种预处理原煤送到带锥形出口常压圆筒钢制容器原料贮仓1，依靠自身重力进入唐山万亨机械责任有限公司生产的YG系给料机2，再通过由徐州上达科技有限公司生产的JGS系列称重给料机计量，然后由流量1060Nm³/h二氧化碳输送气在压力2.5MPa的条件下，将其预处理原料煤输送到物料喷射器4的原料通道16。

所述的物料喷射器4结构见附图4，它包括位于其中心的原料通道16、环绕原料通道16的气化剂通道18以及处于气化剂通道18外侧的冷却水通道17；原料通道16、气化剂通道18与冷却水通道17三者相互平行配置。

由5000Nm³/h氧气、1060Nm³/h二氧化碳与1400Nm³/h过热蒸汽组成的气化剂经南京化工机械设备制造有限公司生产的混合器3混合后，在280℃与2.4MPa的条件下进入物料喷射器4的气化剂通道18。

B、反应工序

分别经物料喷射器4的原料通道16与气化剂通道18进入气流床反应器5的原煤原料与气化剂，在压力2.0MPa与温度1500℃的条件下进行反应，得到含有一氧化碳与氢气组分的粗煤气和灰渣混合物。

其粗煤气采用GB/T 10410.1-1989方法进行分析，其分析结果列于下表1。

表1：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

C、气体净化与冷却工序

从气流床反应器5排出的粗煤气和灰渣混合物经哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的水激冷装置6激冷降温至约300℃后，进入哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的渣水收集罐7进行气固分离，得到粗煤气和激冷渣水；

所述的粗煤气接着通过初冷器8水洗降温至250℃、再冷器9进行水洗降温至220℃，得到水洗煤气和洗涤灰水；

所述的水洗煤气然后进入气体净化***10进行净化，除去氢气，得到9400Nm³/h一氧化碳产品，其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

所述的洗涤灰水和所述的激冷渣水进入水处理工段处理后再循环使用。

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9400Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.13Nm³CO气/kg煤。

实施例2：以某地产的焦炭为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是用焦炭代替原煤。

首先对焦炭原料进行工业分析与元素分析，其焦炭工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以焦炭原料总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份6.93%、固定碳70.10％。

元素分析结果：以焦炭原料总重量计碳68.19%、氢2.85%、氧4.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表2。

表2：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

所述的水洗煤气然后进入气体净化***10进行净化，除去氢气，得到10500Nm³/h一氧化碳产品，其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据焦炭原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、10500Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.26Nm³CO气/kg煤

实施例3：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是原煤原料与气化剂在压力0.01MPa与温度1700℃的条件下进行反应。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表3。

表3：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9800Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.18Nm³/kg。

实施例4：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是原煤原料与气化剂在压力0.1MPa与温度1600℃的条件下进行反应。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表4。

表4：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9700Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.16Nm³/g。

实施例5：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是原煤原料与气化剂在压力1.0MPa与温度1300℃的条件下进行反应。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表5。

表5：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9200Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.10Nm³/kg。

实施例6：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是原煤原料与气化剂在压力3.0MPa与温度1400℃的条件下进行反应。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表6。

表6：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9350Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.12Nm³/kg。

实施例7：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是使用由5050Nm³/h氧气、1040Nm³/h二氧化碳与1300Nm³/h过热蒸汽组成的气化剂4。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

其粗煤气分析结果列于下表7。

表7：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9800Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.18Nm³/kg。

实施例8：以某原煤为原料制备一氧化碳

本实施例按照与实施例1相同的方式进行，只是使用由5100Nm³/h氧气、1100Nm³/h二氧化碳与1280Nm³/h过热蒸汽组成的气化剂。

首先对原煤原料进行工业分析与元素分析，其原煤工业分析方法具体参见GB/T 212-2001。元素分析方法具体参见GB/T 476-2001。

工业分析结果：以原煤总重量计水份1.78%、灰份21.19%、挥发份26.93%、固定碳50.10%。

元素分析结果：以原煤总重量计碳64.19%、氢3.85%、氧7.55%、氮1.02%、硫0.42%。

表8：粗煤气组分分析结果，以体积计%表示

其一氧化碳产品经过分析，其组成如下：

根据煤原料用量、一氧化碳产品产量分别为200吨/天、9900Nm³/h，按照CO/原料煤量公式计算得到该实施例产率为1.19Nm³/g。

Claims (8)

1.一种由含碳原料制备一氧化碳的方法，其特征在于该方法的步骤如下：

A、物料进料工序

将一种或多种选自原煤、焦炭、石墨、石油焦或其它高含碳物质的含碳原料送到原料贮仓（1），依靠其自身重力进入给料机（2），经计量后由输送气输送到物料喷射器（4）的原料通道（16）；由氧气、二氧化碳与过热蒸汽组成的气化剂经混合器（3）混合后，进入物料喷射器（4）的气化剂通道（18）；

B、反应工序

分别经物料喷射器（4）的原料通道（16）与气化剂通道（18）进入气流床反应器（5）的含碳原料与气化剂，在压力0.01～4.0MPa与温度1300～1700℃的条件下进行反应，得到含有一氧化碳与氢气组分的粗煤气和灰渣混合物；

C、气体净化与冷却工序

从气流床反应器（5）排出的粗煤气和灰渣混合物经水激冷装置（6）激冷降温后，进入渣水收集罐（7）进行气固分离，得到粗煤气和激冷渣水；

所述的粗煤气接着通过初冷器（8）与再冷器（9）进行水洗降温，得到水洗煤气和洗涤灰水；

所述的水洗煤气然后进入气体净化装置（10）进行净化，除去氢气，得到一氧化碳产品；

所述的洗涤灰水和所述的激冷渣水进入水处理工段处理后再循环使用。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含碳原料粒度分布是以含碳原料总重量计90%以上的含碳原料颗粒不大于90微米，所述含碳原料的含水量是以含碳原料总重量计2%以下。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的气化剂是由氧气、二氧化碳与过热蒸汽按照体积比10～20：5～10：4～6组成的。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的物料喷射器（4）包括位于其中心的原料通道（16）、环绕原料通道（16）的气化剂通道（18）以及处于气化剂通道18外侧的冷却水通道（17）；原料通道（16）、气化剂通道（18）与冷却水通道（17）三者相互平行配置。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的输送气是二氧化碳、氮气或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的气流床反应器（5）是一种两端为圆锥体的圆柱体反应器，其气流床反应器（5）的壁由耐火层（13）、保温层（12）、隔热层（11）与外壳（14）组成。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述气流床反应器5的耐火层13由能够承受温度1500～2000℃的耐火材料或由一根或多根金属管绕制而成的冷却盘管水冷壁15构成。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述制备方法得到的一氧化碳产品，其特征在于所述产品的一氧化碳含量是以体积计65%～98.0%。

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