述噴槍向所述氣化區提供含碳原料和氣化劑，以便使所述含碳原料與所述氣化劑、所述熔融態金屬氧化物和所述熔融態金屬接觸，并且獲得包括氫氣和一氧化碳的合成氣和熔渣；以及利用所述進料口向所述造渣區提供所述造渣劑，通過所述造渣劑富集所述熔渣和所述含碳原料中的雜質，以便得到泡渣以及凈化后的所述熔融態金屬氧化物和所述熔融態金屬。由此，本發明采用以金屬氧化物和金屬之間的密度差異為驅動力實現熔池內部的物質循環流動的氣化爐進行氣化處理，該方法操作簡單，物質傳遞特性好，穩定性和產氣性能高。
[0024]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0025]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1顯示了根據本發明一個實施例的氣化爐的結構示意圖；
[0027]圖2顯示了根據本發明一個實施例的氣化爐的結構示意圖；
[0028]圖3顯示了根據本發明一個實施例的對含碳原料進行氣化處理的流程示意圖；
[0029]圖4顯示了根據本發明一個實施例的對含碳原料進行氣化處理的流程示意圖；
[0030]圖5顯示了根據本發明一個實施例的對含碳原料進行氣化處理的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0032]在本發明的描述中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0033]需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進一步地，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0034]氣化爐
[0035]根據本發明的一個方面，本發明提供了一種氣化爐。參考圖1，根據本發明的實施例，對該氣化爐1000進行解釋說明，該氣化爐1000包括:殼體100、熔池200、空氣管路300和噴槍400，其中，殼體100限定出熔煉空間；熔池200設置在熔煉空間的底部，用于對金屬原料進行冶煉，得到熔融態金屬；空氣管路300設置在殼體100上，并且伸入至熔池200內，用于向熔池200提供空氣，利用所述空氣對熔融態金屬進行氧化處理，并且得到熔融態金屬氧化物；噴槍400設置在殼體100上，并且伸入至熔煉空間內，用于向熔煉空間提供含碳原料和氣化劑，使含碳原料與氣化劑、熔融態金屬氧化物和熔融態金屬接觸，并且獲得包括氫氣和一氧化碳的合成氣。
[0036]根據本發明實施例的氣化爐1000，以熔池200內部的熔融態金屬作為含碳原料氣化的主要介質，進行氣化反應，空氣經空氣管路300鼓入熔池200中，空氣中的氧氣在高溫下與熔融態金屬充分接觸進行反應，生成金屬氧化物。剩余氮氣則取流動阻力最小的路徑排出，從而，合成氣中基本不含氮氣，具有較高的熱值和化學純度。生成的金屬氧化物由于密度較液態金屬小，熔融態金屬向下運動，熔融態金屬氧化物向上運動，熔池內的物料形成自然循環，并進行物質傳遞。根據本發明的實施例，利用噴槍400將含碳原料輸送進入爐內，與熔融態金屬氧化物發生部分氧化反應，并隨后與氣化劑發生水氣變換反應產生合成氣。在本發明的制備合成氣的過程中，以熔融態金屬作為含碳原料氣化的主要介質，無需現有技術中的純氧，只需要普通空氣就可以實現氣化過程，并且，含碳原料與液態床料充分接觸，原料中的硫、磷、砷等非金屬元素與金屬氧化物生成對應的金屬鹽，而鉛、汞、鎘等重金屬元素則與熔融態金屬床料生成合金，實現了燃氣生產和燃氣凈化的同時進行。金屬氧化物經碳原料還原后生成密度較大的單質金屬，形成富金屬液流下沉至熔池底部，循環流動，再次與空氣接觸形成金屬氧化物，從而，無需價格昂貴的高溫金屬循環栗，即可實現以熔融態金屬氧化物和熔融態金屬密度差為驅動力的氣化爐內部物質自然循環，進而簡化了氣化爐的結構，提高了并且系統穩定性，氣化爐的生產成本低，并且，該氣化爐物質傳遞特性好，df生會ο
[0037]參考圖2，根據本發明的一些實施例，氣化爐1000進一步包括:隔板300，該隔板300設置在熔池200中，其中，隔板300的底部與熔煉空間的底部之間形成有適于熔融態金屬通過的縫隙510，隔板300的側壁上設置有適于熔融態金屬氧化物通過的通孔520。由此，通過隔板300將熔池200分隔為相對獨立的兩個腔室。液態金屬在一個腔室實現氧的富集形成金屬氧化物，由于金屬氧化物密度較液態金屬小，熔融態金屬氧化物向上運動，經通孔320在兩個腔室間流動，而熔融態金屬則經縫隙510在兩個腔室間流動，使含碳原料的氣化和液態金屬的氧化在獨立的腔室中完成，從而，氣化過程中空氣不與含碳原料以及合成氣直接接觸，在提高產品氣的熱值的同時保證了氣化爐運行的安全性，省去了現有氣化裝置昂貴復雜的空氣分離系統。
[0038]根據本發明的實施例，噴槍400的種類不受特別的限制，只要能夠向熔池中提供含碳原料和氣化劑即可。根據本發明的實施例，噴槍400利用氣化劑的氣力將含碳原料輸送至氣化爐內。根據本發明的一些實施例，噴槍可以采用廉價的固定式噴槍，也可以采用目前鋼鐵行業廣泛使用的自由噴槍。噴槍在工作過程中因噴射物的反沖作用在一定范圍內做低頻擺動，以獲得額外的熔池攪拌效應，實現含碳原料連續進給的同時攪拌爐內反應物，原料轉化速率加快，其中，相對于固定噴槍，自由噴槍的擺動效果更好，從而，對于褐煤、生物質炭等易氣化原料，可采用價格相對便宜的固定式噴槍，而對于難氣化的含碳原料，可以采用攪拌效果更好的自由噴槍，促進含碳原料的轉化。
[0039]根據本發明的一些實施例，該氣化爐進一步包括:進料口 600，用于提供金屬原料和造渣劑。當碳原料氣化生成的熔渣或爐內雜質積累至一定程度后投入造渣劑，形成密度小于熔融態金屬及金屬氧化物的泡渣，并將硫、磷、砷、鉛、汞、鎘等有害雜質富集于泡渣內部，隨金屬流動排出爐外，保證液態金屬熔池的潔凈性，并且，在排渣的同時完成了爐內介質金屬的再生，實現氣化爐連續，穩定運行。
[0040]根據本發明的一些實施例，該氣化爐1000進一步包括:排氣管800，用于排出合成氣。由此，生成的合成氣有排氣管800排出，保證爐內的壓力穩定，并且，避免合成氣與含碳原料接觸，氣化爐的安全性和穩定性好。
[0041]根據本發明的一些實施例，該氣化爐1000進一步包括:預熱單元700，該預熱單元700與噴槍400相連，用于在氣化劑進入噴槍400前，對氣化劑進行預熱處理，得到預熱后的氣化劑。由此，利用高溫合成氣產生的熱量對氣化劑進行預熱，不僅實現熱量的有效利用，而且促進氣化劑與含碳原料進行反應，生產合成氣。
[0042]參考圖2，根據本發明的實施例，該氣化爐包括:兩個相對設置的隔板，兩個相對設置的隔板將所述熔池分隔為氣化區、氧化區和造渣區，其中，進料口向造渣區中供給金屬原料和造渣劑，空氣管路伸入至氧化區中，噴槍伸入至氣化區中。由此，氣化過程主要在氣化區進行，金屬氧化主要在氧化區進行，熔渣及爐內雜質的造渣過程主要在造渣區進行，使上述各反應空間相互隔離，保證反應過程中空氣不與含碳原料以及合成氣直接接觸，在提高產品氣的熱值的同時保證了氣化爐運行的安全性，省去了現有氣化裝置昂貴復雜的空氣分尚系統。
[0043]對含碳原料進行氣化處理的方法
[0044]根據本發明的另一方面，本發明提供了一種對含碳原料進行氣化處理的方法。參考圖3，根據本發明的實施例，對該方法進行解釋說明，該方法包括:
[0045]SlOO金屬冶煉
[0046]根據本發明的實施例，對金屬進行冶煉，得到熔融態金屬。根據本發明實施例的方法，以熔融態金屬作為含碳原料氣化的主要介質，無需純氧，即可進行氣化反應，氣化反應的過程簡單，成本低。
[0047]根據本發明的實施例，金屬的種類不受特別的限制，只要高溫條件下易于氧化，且金屬氧化物與金屬的密度差能夠推動熔融態