的金屬氧化物和熔融態金屬在熔池中進行自然循環即可。根據本發明的優選實施例，金屬為選自銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鉛(Pb)和銀(Ag)的至少一種。
[0048]S200氧化處理
[0049]根據本發明的實施例，利用空氣對熔融態金屬進行氧化處理，得到熔融態金屬氧化物。由此，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。同時，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，利用金屬和金屬氧化物的密度差作為驅動力，無需價格昂貴的高溫金屬循環栗，即可實現床層物料的自然循環，進行物質傳遞。
[0050]S300氣化反應
[0051]根據本發明的實施例，將含碳原料與熔融態金屬氧化物和氣化劑反應，獲得包括氫氣和一氧化碳的合成氣。含碳原料與恪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。
[0052]根據本發明的實施例，含碳原料的種類不受特別地限制，只要與金屬氧化物和氣化劑反應能生成合成氣即可。根據本發明的一些實施例，含碳原料為選自石墨、裂解炭黑、焦炭、石油焦、煤、生物質炭和成型生物質的至少一種。由此，含碳原料價格低廉，易于氣化，無需制粉、制水煤漿和制氧等工藝環節即可進行氣化反應，并且得到的合成氣熱值和純度尚O
[0053]參考圖4，根據本發明的實施例，對含碳原料進行氣化處理的方法進一步包括:
[0054]S400預熱處理
[0055]根據本發明的實施例，對氣化劑進行預熱處理，得到預熱后的氣化劑。根據本發明的具體實施例，利用合成氣產生的熱量進行預熱處理。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。
[0056]參考圖5，根據本發明的實施例，對含碳原料進行氣化處理的方法進一步包括:
[0057]S500造渣處理
[0058]根據本發明的實施例，利用造渣劑富集熔渣和含碳原料中的雜質，得到泡渣。由此，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。
[0059]根據本發明的一些實施例，造渣劑為選自石灰石、白云石、鋁礬土、粗鋁和粗錫的至少一種。由此，造渣劑對泡渣和雜質的吸附能力強，造渣效果好。
[0060]根據本發明的再一方面，本發明提供了一種利用氣化爐對含碳原料進行氣化處理的方法。根據本發明的一些實施例，氣化爐的結構如圖2所示，該氣化爐包括:殼體100、熔池200、空氣管路300、兩個相對設置的隔板500、噴槍400和進料口 600，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；空氣管路300設置在殼體100上，并且伸入至熔池200內；隔板500設置在熔池200中，該隔板200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，該隔板500的側壁上設置有適于熔融態金屬氧化物通過的通孔520，兩個相對設置的隔板500將熔池分隔為氣化區、氧化區和造渣區，其中，空氣管路300伸入至氧化區中；噴槍400設置在殼體上，并且伸入至氣化區內，用于向氣化區提供含碳原料和氣化劑；進料口 600設置在殼體100上，并且伸入至造渣區內，用于向造渣區提供金屬原料和造渣劑。
[0061]接下來，參考圖5，對利用上述氣化爐對含碳原料進行氣化處理方法進行說明，該方法包括:
[0062]SlOO金屬冶煉
[0063]根據本發明的實施例，通過進料口 600，將金屬原料供給至熔池200，并對金屬原料進行冶煉，以便獲得熔融態金屬。
[0064]S200氧化處理
[0065]根據本發明的實施例，利用空氣管路300向氧化區提供空氣，通過空氣在氧化區對熔融態金屬進行氧化處理，并且得到熔融態金屬氧化物；熔融態金屬氧化物從氧化區經通孔進入氣化區和造渣區，熔融態金屬從氣化區和造渣區經縫隙進入氧化區，使熔融態金屬氧化物和熔融態金屬在熔池內循環流動。
[0066]S300氣化反應
[0067]根據本發明的實施例，利用噴槍向氣化區提供含碳原料和氣化劑，使含碳原料與氣化劑、恪融態金屬氧化物和恪融態金屬接觸，并且獲得包括氫氣和一氧化碳的合成氣和熔渣。
[0068]S500造渣處理
[0069]根據本發明的實施例，利用進料口向造渣區提供造渣劑，通過造渣劑富集熔渣和含碳原料中的雜質，得到泡渣以及凈化后的熔融態金屬氧化物和熔融態金屬。
[0070]根據本發明實施例的方法，利用氣化爐以熔池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。并且利用隔板500將熔池200分隔為氣化區、氧化區和造渣區，其中，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離系統。氧化過程中，空氣經空氣管路300鼓入熔池200的氧化區中，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，熔融態金屬氧化物從氧化區經通孔520進入氣化區和造渣區，熔融態金屬從氣化區和造渣區經縫隙510進入氧化區，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。
[0071]下面參考具體實施例，對本發明進行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本發明的限制。
[0072]實施例1
[0073]本實施例中，利用雙腔室液態金屬氣化爐，以銅為金屬介質，生物質為原料，以體積比為1:1的二氧化碳和水蒸氣為氣化劑，以石灰石為造渣劑，制備合成氣，其中，氣化爐的結構示意圖如圖2所示，制備方法具體如下:
[0074](I)利用熔池200對銅進行冶煉，得到熔融態的銅。
[0075](2)利用空氣管路300向氧化區提供空氣，通過空氣在氧化區對熔融態銅進行氧化處理，得到熔融態氧化銅，反應剩余的氮氣由氮氣出口 900排出。
[0076](3)熔融態氧化銅從氧化區經通孔520進入氣化區和造渣區，熔融態銅從氣化區和造渣區經縫隙510進入氧化區，使熔融態氧化銅和熔融態銅在熔池內循環流動。
[0077](4)利用氣化劑預熱單元700，通過生成的高溫合成氣對氣化劑進行預熱，并經預熱后的氣化劑供給給噴槍400。
[0078](5)利用固定噴槍400向氣化區提供含碳原料和氣化劑，使含碳原料與氣化劑、熔融態氧化銅和熔融態銅接觸，獲得包括氫氣和一氧化碳的合成氣和熔渣。
[0079](6)利用進料口 800向造渣區提供造渣劑，通過造渣劑富集熔渣和含碳原料中的雜質，得到泡渣以及凈化后的熔融態氧化銅和熔融態銅，完成銅的再生，實現氣化爐的連續運行。
[0080]綜上所述，利用本實施例的雙腔室液態金屬氣化爐進行氣化，利用銅/氧化銅的密度差作為驅動力，實現爐內床層物料的自然循環，無需使用技術復