联合生产生铁和高质量合成气的方法和装置

摘要

在几种工艺和装置中组合使用了微波加热和等离子弧/电弧加热，该工艺和装置包括：生铁和高质量合成气的联合生产、生物质制备液体燃料、煤制备液体燃料、生物质和煤炭的联合气化、市政固体废物处理、废物-能量转化（农业废物、ASR和PEF）、用以回收锌和铁的EAF粉尘和BOF污泥处理、有毒底灰玻璃化以及溴、氯和硫的去除/循环利用。

主权项

借助组合的微波和等离子弧/电弧加热由铁氧化物、含碳材料和含氢化合物联合生产生铁和高质量合成气的方法，包括：将铁氧化物颗粒、含碳颗粒与固体微粒、液体或气体形式的含氢化合物包括H2O和烃混合；混合的铁氧化物和含碳颗粒的比例设定为使得所述含碳颗粒在还原所述铁氧化物时从其中完全除去氧以形成碳含量在2.06‑6.67%范围内的金属铁；将所述混合物作为原料以0.5”至12”深的层装入气密腔室中，该气密腔室配有微波辐射端口、等离子弧/电弧、原料加料口、生铁固体材料排出口和合成气输出口；在所述腔室中的微波加热区中通过施加微波能量加热所述混合物，直至通过铁氧化物的至少部分还原和金属铁的生成使所述混合物变得可导电，同时释放出由烃、CO、CO2和蒸汽构成的反应废气，使所述导电混合物材料和废气移动到所述气密腔室内相邻的等离子弧/电弧区中；在碳颗粒存在下通过在所述离子弧/电弧区中施加等离子弧/电弧进一步加热所述导电材料，直至实现铁氧化物的基本完全还原并生成熔融生铁和灰渣；在所述等离子弧/电弧区中通过足够高温度的加热和等离子气体搅拌，在作为催化剂的金属铁存在下使基本上全部的反应废气发生原位重整、热裂化和部分氧化，以及使碳颗粒与剩余CO2反应，生成基本上完全由H2和CO的混合物构成的合成气；将所述熔融生铁和灰渣输送到相邻的冷却区中，形成固体生铁和灰渣；将所述合成气输出到所述等离子弧/电弧区之外，并从中除去杂质以产生高质量合成气；以及将所述固体生铁和灰渣通过所述固体材料排出口排出。