用于生产金属或合金的能量有效的集成方法与流程

用于生产金属或合金的能量有效的集成方法
1.本技术是申请号为201580066738.0母案的分案申请。该母案的申请日为2015年12月8日；发明名称为“用于生产金属或合金的能量有效的集成方法”。
技术领域
2.本发明涉及用于生产金属和合金的能量有效的方法，且更特别涉及用于生产硅和硅铁的能量有效的方法。


背景技术：

3.许多金属和合金在电熔炼炉中通过碳热还原来生产。此类金属和合金的实例是硅和硅铁、锰铁、镍铁、铬铁、磷铁、钒铁和生铁。这些方法需要大量的电能以便将矿石还原成金属和合金。在大多数国家，熔炼炉中消耗的电主要通过燃烧化石碳材料来产生，导致大量co2排放。
4.上述方法中使用的还原材料是煤、焦炭、木炭和木屑。在还原过程中，这些还原材料中主要部分的碳将与矿石中的金属氧化物反应，但是较小部分直接与环境空气反应。两种反应均排放co2。使用化石碳材料如焦炭和煤(这是目前主要的还原材料来源)导致大气co2浓度的净增长。但是，如果排放被结合等份额co2的新的生物材料的生长所平衡，由生物材料来源(如木炭和木屑)释放的co2可以被认为是碳中和的。人口增长和全球变暖对国际社会施加压力以提高资源效率和减少co2排放。
5.目前，在通常过于简单化的窑炉或设计不复杂的甑中通过缓慢热解或碳化来进行木炭的生产。该热解设施通常远离用于碳热生产金属和合金的设备(plant)定位。此外，由于部分或不完全燃烧，木炭生产不是非常能量有效的，并具有大量有害颗粒和含pah(多环芳烃)气体的排放。此外，小型木炭生产场地的广泛分布在经济上使得无法清洁来自木炭窑炉的废气。
6.从来自用于金属与合金的电熔炼炉的废气中回收能量是已知的。但是，可以通过现有能量回收系统回收的能量的量是有限的。例如对于常规碳热法硅炉，可以在能量回收系统中回收的电能的量将在供应至该炉的电能的10-35%范围内。
7.因此需要改善用于生产金属和合金的碳热还原过程的能量效率，并同时减少来自化石碳还原材料的co2排放。


技术实现要素：

8.由本发明已经发现，通过结合木炭生产与用于金属和合金的碳热还原的反应器，使用木炭作为至少大部分的供应至碳热反应器的还原材料，并将来自木炭热解的废气和来自碳热还原反应器的废气输送至能量回收步骤，可能以明显高于通过常规碳热反应器能量回收系统所获得的量以蒸汽、热液体或电能形式回收能量。例如当仅使用木炭作为还原材料结合封闭式碳热反应器用于硅生产时，可能回收比供应至碳热反应器的电能更多的能量。
9.此外，来自化石碳还原材料的co2排放将直接正比于碳热反应器中所用木炭分数而降低。
10.本发明由此提供了通过在电还原反应器中碳热还原矿物(mineral)和矿石(ore)来能量有效地生产金属和合金的方法，所述方法包括至少下列步骤：
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将含有木材的材料输送到至少一个用于生产木炭的热解步骤；
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将所述生产的木炭，可能的其它含碳还原材料，以及含金属原材料输送到至少一个用于生产金属或合金的电还原反应器；
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将来自所述至少一个热解步骤的废气和来自所述至少一个反应器的废气输送到至少一个能量回收步骤。
11.根据本发明的一个实施方案，该能量回收步骤至少包含燃烧室和热交换器。该热交换器生成蒸汽或加热液体加热介质。在该实施方案中，在能量回收步骤中产生的能量将是蒸汽或可以直接用作加热介质的热液体。
12.根据本发明的第二实施方案，该能量回收步骤另外包含蒸汽轮机和发电机，其中在热交换器中产生的蒸汽供应至该蒸汽轮机与该发电机。在该发电机中产生的电能用于向电还原反应器供应至少部分电能或向输电网递送产生的电能。
13.根据本发明的第三实施方案，该能量回收步骤包含由两个电能产生步骤——燃气轮机/发电机步骤和蒸汽轮机/发电机步骤组成的联合循环燃气轮机发电系统。在该发电机中产生的电能用于向电还原反应器供应全部或至少大部分电能或向输电网递送产生的电能。
14.该电还原反应器可以是装备有用于供应电流以便向反应器提供充足热能的碳电极的常规电还原炉。
15.该电还原反应器可以是开放式反应器，其中来自该反应器的废气与环境空气反应。该反应器废气中的co内容物(content)将由此反应为co2。
16.或者，该电还原反应器可以是封闭式或密封的反应器，且在这种情况下，来自该反应器的废气中的co将在能量回收步骤中在燃烧室中燃烧或在燃气轮机中用作燃料。当使用封闭式碳热反应器时，能量回收将由此高于当使用开放式碳热反应器时的能量回收。采用封闭式还原反应器，整个系统可以在高于大气压的压力下运行，由此防止任何氧气泄漏到该系统中。这将进一步提高能量回收。封闭式反应器还将降低来自能量回收废气的co2捕集的成本。
17.通过本发明的方法回收的热能可以直接用于以蒸汽或热液体(如热水)形式提供热能，用于工业加热或用于社区供暖目的。或者，通过本发明的方法回收的热能可以转化成电能以便再循环至电还原反应器或递送至输电网。
18.与在过于简单化的窑炉或设计不复杂的甑中的传统木炭生产相比较，由于来自热解的废气的更完全燃烧，本发明将具有减少的有害颗粒和pah的排放。
19.在仔细考虑下文本发明的代表性实施方案的详述以及附图之后，这些和其它特征、优点与益处和目的对本领域普通技术人员将变得显而易见，其中在多个附图中使用相同的参考编号表明类似的要素。
附图说明
20.现在将参照下列附图描述本发明的实施方案，其中：图1例示了本发明的基本原理。
21.图2例示了根据本发明的方法的第一实施方案。
22.图3例示了根据本发明的方法的第二实施方案。
23.图4例示了根据本发明的方法的第三实施方案。
24.图5例示了根据本发明的方法的第四实施方案。
具体实施方式
25.如上所示，本发明可用于任何合适的金属或合金的碳热生产。
26.为了简便起见，下面将着重以硅和硅合金的生产为例例示本发明。
27.图1通过桑基图(sankey diagram)例示了本发明的基本原理。桑基图中的箭头代表系统中的能量流动，从干木材到电能。
28.将干木材供应到热解反应器中以便转化为木炭、生物油和热解气体。将木炭供应到封闭式硅反应器中。此外，将石英和电能供应至硅反应器。在硅反应器中，石英被木炭还原成熔融硅，并将产生的硅从硅反应器中放出(tap)。来自硅反应器的废气与来自热解过程的废气结合。此外，来自热解过程的可冷凝产物，包括生物油可以燃烧以提高能量回收。将废气与挥发物的组合流中的能量回收，且其可用于蒸汽、热液体或电能生产。
29.与常规碳热反应器能量回收系统相比较，回收的能量的数量和价值明显更高，这是由于：
·
利用由木材至金属或合金的全价值链中气体组分与液体组分中可用能量的总量，与常规能量回收系统相比较总量提高超过100%。
30.·
由于有可能提供在更高温度和压力下的蒸汽和/或加热介质，产生的蒸汽和/或加热介质的价值潜在地更高。
31.·
在电能生产的情况下，与具有低于30%效率的常规能量回收系统相比较，可以获得超过50%的净效率。
32.图2例示了采用封闭式电硅反应器的本发明的一个实施方案。将湿木材供应至木材处理反应器10。在该木材处理反应器10中，将该木材干燥并随后供应至热解反应器11用于生产木炭。在该热解反应器11中，干木材转化为木炭、生物油和热解气体。将木炭供应至封闭式硅反应器12。此外，将石英和电能供应至该硅反应器12。在该硅反应器12中，将进一步存在来自碳电极的碳消耗。在该硅反应器12中，石英被木炭还原成熔融硅。将产生的熔融硅从硅反应器12中放出。将来自硅反应器12的废气供应至第一气体处理反应器13，在那里从废气中除去主要由二氧化硅颗粒组成的固体颗粒。将离开该第一气体处理反应器的气体供应至能量回收设备15。将离开热解反应器11的热解气体传送至第二气体处理反应器14，在那里热解气体分离为生物油和合成气。
33.将来自第一气体处理反应器13的气体和来自第二气体处理反应器14的合成气送至能量回收设备15中的燃气轮机和发电机系统，在那里气体燃烧以产生电能。来自燃气轮机的载热废气被送至燃烧室，在那里通过来自第二气体处理反应器14的生物油的注入和燃烧来提高气流中的热含量。离开该气体燃烧室的载热气体被供应至热交换器用于生产蒸
汽。该蒸汽可以供应至蒸汽轮机和发电机以便产生电能。能量回收设备15中产生的一部分蒸汽或热液体可以在木材处理反应器10中和在热解反应器11中使用。
34.图3例示了采用封闭式硅反应器的本发明的另一实施方案。送入封闭式硅反应器22的还原材料的100%是由热解反应器21供应的木炭。除了木炭之外，供应至该硅反应器22的原材料是石英。根据图2中显示的实施方案和图3中显示的实施方案的方法之间的差异在于在气体处理单元24中产生的生物油被回收和精制，并作为高价值产品出售。由于生物油被回收而非供应至燃烧室以提高来自废气的热量，能量回收将低于图2中显示的实施方案中的能量回收。将来自气体处理单元24的气体和来自第一气体处理反应器23的气体传送至能量回收设备中的联合循环燃气轮机发电系统，在那里气体用作燃气轮机/发电机步骤的燃料，并将来自燃气轮机的废气供应至热交换器以产生蒸汽或热液体。该蒸汽可以供应至蒸汽轮机和发电机用于产生电能。
35.图4例示了采用开放式硅反应器的本发明的实施方案。送入开放式硅反应器32的还原材料的100%是由热解反应器31供应的木炭。除了木炭之外，供应至该硅反应器32的原材料是石英。将湿木材供应至木材处理反应器30。在该反应器30中，木材被干燥。由该反应器30将干木材供应至热解反应器31用于生产木炭。将木炭供应至开放式硅反应器32。此外，还将石英和电能供应至该硅反应器32。在该硅反应器32中，石英被木炭还原成硅。将来自硅反应器32的废气供应至第一气体处理反应器33。在该步骤中，或随后在该气体已通过能量回收设备35中的热交换器之后，二氧化硅颗粒可以被过滤和除去。将离开该热解反应器31的热解气体传送至第二气体处理反应器34，在那里该热解气体被分离为生物油和合成气。将来自第一气体处理反应器33的气体和来自第二气体处理反应器34的合成气和生物油传送至能量回收设备35中的气体燃烧室，在那里该气体燃烧并供应至热交换器以产生蒸汽。将蒸汽供应至蒸汽轮机和发电机用于产生电能。该能量回收设备35中产生的可用热的一部分可以在木材处理反应器30中和在热解反应器31中使用。
36.图5例示了采用开放式硅反应器的本发明的另一实施方案。送入硅反应器42的还原材料的50%是木炭，且该还原材料的50%是煤。除了木炭和煤之外，供应至开放式硅反应器42的原材料是石英。将湿木材供应至木材处理反应器40。在该反应器40中，使用来自能量回收设备45的可用热来干燥该木材。由该反应器40将干木材供应至热解反应器41用于生产木炭。在该热解反应器41中，干木材被转化为木炭和热解气体。将木炭供应至开放式硅反应器42。此外，向该反应器42供应煤。还向该硅反应器42供应石英和电能。在该硅反应器42中，石英被木炭和煤还原成硅。将来自硅反应器的废气供应至第一气体处理反应器43。在该步骤中，或随后在该气体已通过能量回收设备45中的热交换器之后，二氧化硅颗粒可以被过滤和除去。将离开该热解反应器41的热解气体传送至第二气体处理反应器44，在那里该热解气体被分离为生物油和合成气。将来自第一气体处理反应器43的气体和来自第二气体处理反应器44的合成气和生物油传送至能量回收设备45中的气体燃烧室，在那里该气体在燃烧室中燃烧并供应至热交换器以产生蒸汽或热液体。可将蒸汽供应至蒸汽轮机和发电机用于产生电能。该能量回收设备中产生的可用热的一部分可以在木材处理反应器40中和在热解反应器41中使用。
37.在本发明的一个实施方案中，将木质材料(优选为木屑形式)干燥并供应至热解反应器，其中该木质材料反应成木炭，将木炭送入含有石英、合金等等形式的反应物的硅/硅
合金反应器中。在该反应器中，木炭在原材料的碳热反应中充当还原剂，并产生硅或硅合金。来自硅/硅合金反应器的废气/二氧化硅被送入废气处理单元，其中二氧化硅被分离，且气体组分与来自热解反应器的热解气体和生物油一起被送入能量回收单元用于产生蒸汽、热液体或电能。该能量回收单元至少包含燃烧室和热交换器以便产生蒸汽或热液体。
38.在本发明的替代实施方案中，来自热解反应器的热解气体和生物油被送入气体/油处理单元，合成气和生物油在其中分离。该生物油任选被精制成不同的产品，或单独送入能量回收单元用于燃烧。合成气进入能量回收单元用于产生电力和/或分布式热量(distributed heat)。来自硅/硅合金反应器的废气和二氧化硅被送入废气处理单元，其中二氧化硅被分离，且气体组分被送入能量回收单元用于产生电力和/或分布式热量。
39.根据本发明的另一实施方案，在能量回收单元中产生的电能用于向电还原反应器供应至少一部分电流。
40.根据本发明的另一实施方案，在能量回收单元中产生的能量的一部分在木材热解反应器中用作加热源。
41.根据本发明的另一实施方案，硅/硅合金反应器是开放式反应器。
42.根据本发明的另一实施方案，硅/硅合金反应器是封闭式反应器。
43.封闭式反应器将具有环境优势。采用封闭式反应器的一个优点在于废气中存在的co气体可以在能量回收步骤中燃烧。在开放式反应器中仅能回收显热。
44.本发明可用于生产不同的金属或合金。此类金属和合金的实例是硅和硅铁、锰铁、镍铁、铬铁、磷铁、钒铁和生铁。根据本发明，该方法优选用于生产硅和硅铁。
45.采用本发明，可能通过回收能量和极大地减少来自化石碳材料的co2排放来获得能量有效的方法，并且还使得可能捕集co2。
46.与在过于简单化的窑炉或设计不复杂的甑中的传统木炭生产相比较，通过本发明，将显著减少来自木炭热解的有害颗粒和pah的排放。
实施例
47.以下实施例描述本发明，用于在具有3个深埋式(dived)预焙碳电极的10 mw连续运行的电反应器中生产硅。
48.在所有实施例中，还原材料的至少主要部分是由热解反应器供应的木炭，所述热解反应器与硅反应器位于相同位置。
49.实施例1在该实施例中，送入硅反应器的还原材料的100%是由热解反应器供应的木炭。该硅反应器是封闭式的，并以95%的si产率运行。除了木炭之外，供应至该硅反应器的原材料是石英。在实施例1的以下描述中，参照图2。
50.将湿木材(如挪威云杉)以9.7吨/小时的进料速率供应至木材处理反应器10。供应的湿木材具有27.9 mwh/h的总能量含量。在该木材处理反应器10中，使用来自随后描述的能量回收设备的可用热源将该木材干燥。由该干燥反应器10，将5吨/小时的干木材供应至热解反应器11用于生产木炭。该干木材中的总能量为28.1 mwh/h。
51.在该热解反应器11中，干木材转化为木炭、生物油和热解气体。在热解反应器11中产生具有10.4 mwh/h的总能量含量的1.3吨木炭，以及3.8吨/小时的热解气体和生物油。将
该木炭供应至封闭式硅反应器12。此外，将石英和10.0 mwh/h的电能供应至该硅反应器12。在该硅反应器12中，将进一步存在来自碳电极的80 kg/h的碳消耗，这向该过程提供了额外的0.7 mwh/h。
52.在该硅反应器12中，石英被木炭还原为硅。该反应器12中的硅产率为95%，指的是95%的石英转化为硅。由该炉放出1吨/小时的具有10 mwh/h的总能量含量的液体硅和主要由co气体和二氧化硅颗粒组成的废气。该反应器废气为大约2.6吨/小时，并具有10 mwh/h的总能量含量。
53.将来自硅反应器12的废气供应至第一气体处理反应器13，在那里从废气中除去主要由二氧化硅颗粒组成的固体颗粒。离开第一气体处理反应器13的气体为2.5吨/小时，并具有9.2 mwh/h的总能量含量。将该气体供应至将在随后描述的能量回收设备15。
54.将离开热解反应器11的热解气体传送至第二气体处理反应器14，在那里该热解气体被分离为生物油和合成气。来自第二气体处理反应器14的输出物(output)为具有7.2 mwh/h的总能量含量的2.1吨/小时的合成气和具有8.6 mwh/h的总能量含量的1.8吨/小时的生物油。
55.将来自第一气体处理反应器13的气体和来自第二气体处理反应器14的合成气与生物油传送至包含联合循环燃气轮机发电系统的能量回收设备。来自第一气体处理反应器13的气体和来自第二气体处理反应器14的合成气在该能量回收设备15中用作燃气轮机/发电机步骤的燃料。将来自燃气轮机的废气和来自第二气体处理反应器14的生物油传送至该能量回收设备15中的气体燃烧室，在那里气体燃烧并供应至热交换器用于产生蒸汽。将该蒸汽传送至蒸汽轮机和发电机用于产生电能。在该能量回收设备15中，其产生11.5 mwh/h的电和3.6 mwh/h的可用热。供应至该硅反应器的电能的超过100%由此被回收。可用热的一部分在木材处理反应器10中和在热解反应器11中使用。
56.该实施例显示，通过本发明，当使用100%木炭和封闭式硅反应器时，可以回收比供应至硅反应器的电更多的电。此外，除了来自硅反应器12中的碳电极消耗的非常小的量之外，将几乎没有来自化石燃料的co2排放。本发明的方法由此在使用100%木炭和封闭式硅反应器时是能量中和的。
57.实施例2在该实施例中，送入硅反应器的还原材料的100%是由热解反应器供应的木炭。该硅反应器是封闭式的，并以95%的si产率运行。除了木炭之外，供应至该硅反应器的原材料是石英。在实施例2的以下描述中，参照图3。
58.根据该实施例与实施例1的方法之间的差异在于在气体处理单元24中产生的生物油被回收和精制，并作为有价值的产品出售。将具有8.2 mwh/h的能量含量的1.7吨/小时的生物油送至精制阶段。所有其它工艺流以与实施例1中相同的量存在，并具有与实施例1中相同的能量含量。
59.来自气体处理单元24的合成气输出物为具有7.2 mwh/h的总能量含量的2.1吨/小时。将来自气体处理单元24的合成气和来自第一气体处理反应器23的气体传送至能量回收设备25中的联合循环燃气轮机发电系统，在那里气体能量以两步法转化为电。在该能量回收设备25中，产生8.5 mwh/h的电和2.7 mwh/h的可用热。
60.该实施例显示，当使用100%木炭和封闭式硅反应器，并通过回收生物油用于精制
时，仍可以回收供应至硅反应器的电的87%。此外，除了来自硅反应器中的碳电极消耗的少量之外，将几乎没有来自化石燃料的co2排放。根据该实施例进行的方法因此是非常能量有效的。
61.实施例3在该实施例中，送入硅反应器的还原材料的100%是由热解反应器供应的木炭。该硅反应器是开放式的，并以87%的si产率运行。除了木炭之外，供应至该硅反应器的原材料是石英。在实施例3的以下描述中，参照图4。
62.将湿木材(如挪威云杉)以9.4吨/小时的进料速率供应至木材处理反应器30。供应的湿木材具有27.1 mwh/h的总能量含量。在该反应器30中，使用来自将在随后描述的能量回收设备的可用热将该木材干燥。由该反应器30，将4.9吨/小时的干木材供应至热解反应器31用于生产木炭。该干木材的总能量为27.3 mwh/h。在该热解反应器31中，干木材转化为木炭和热解气体。在反应器31中产生具有10.1 mwh/h的总能量含量的1.3吨/小时的木炭，以及3.6吨/小时的热解气体。将该木炭供应至封闭式硅反应器32。此外，将石英和10.8 mwh/h的电能供应至该硅反应器32。在该炉中将进一步存在碳电极的86 kg/h的消耗，这向该过程提供了额外的0.8 mwh/h。
63.在该硅反应器32中，石英被木炭还原为硅。该反应器32中的硅产率为87%，指的是石英中的87%的硅转化为硅。由该硅反应器32放出0.9吨/小时的具有8.9 mwh/h的总能量含量的液体硅。因为该硅反应器32是开放式的，来自该硅反应器32的废气将通过环境空气燃烧，且废气中的co内容物将燃烧成co2。该废气由包括co2的气体组分和二氧化硅颗粒组成。该反应器废气为大约81吨/小时，并具有10.7 mwh/h的总能量含量。
64.将来自硅反应器32的废气供应至第一气体处理反应器33，在那里从废气中除去主要由二氧化硅颗粒组成的固体颗粒。离开第一气体处理反应器33的气体为80.8吨/小时，并具有10.6 mwh/h的总能量含量。将该气体供应至将在随后描述的能量回收设备35。
65.将离开热解反应器31的热解气体传送至第二气体处理反应器34，在那里该热解气体被分离为生物油和合成气。来自第二气体处理反应器34的输出物为具有7.0 mwh/h的总能量含量的2.0吨/小时的合成气和具有8.0 mwh/h的总能量含量的1.6吨/小时的生物油。
66.将来自第一气体处理反应器33的气体和来自第二气体处理反应器34的合成气与生物油传送至能量回收设备35中的气体燃烧室，在那里气体与生物油均燃烧并被供应至热交换器以产生蒸汽。将该蒸汽供应至蒸汽轮机和发电机用于产生电。在该能量回收设备35中，产生7.4 mwh/h的电能和5.1 mwh/h的可用热。可用热的一部分在木材处理反应器30中和在热解反应器31中使用。从来自热交换器的废气流中过滤和分离二氧化硅颗粒。
67.该实施例显示，通过使用100%木炭和开放式硅反应器，可以回收供应至硅反应器32的电能的74%。由此，即使当使用开放式反应器时，本发明也提供非常能量有效的方法。
68.实施例4在该实施例中，送入硅反应器的还原材料的50%是木炭，且该还原材料的50%是煤。该反应器是开放式的，并以86%的si产率运行。
69.除了木炭和煤之外，供应至该硅反应器的原材料是石英。在实施例4的以下描述中，参照图5。
70.将湿木材(如挪威云杉)以4.7吨/小时的进料速率供应至木材处理反应器40。供应
的湿木材具有13.4 mwh/h的总能量含量。在该反应器40中，使用来自随后描述的能量回收设备的可用热将该木材干燥。由该反应器40，将2.4吨/小时的干木材供应至热解反应器41用于生产木炭。干燥木材的总能量为13.5 mwh/h。
71.在该热解反应器41中，干木材转化为木炭和热解气体。在该热解反应器41中产生具有5.0 mwh/h的总能量含量的0.6吨/小时的木炭，以及1.8吨/小时的热解气体。将该木炭供应至开放式硅反应器42。此外，将0.6吨/小时的煤供应至该反应器。煤的总能量含量为5.0 mwh/h。还将石英和10.0 mwh/h的电能供应至该硅反应器42。在该炉中将存在碳电极的87 kg/h的消耗，这将向该过程提供额外的0.8 mwh/h。
72.在该硅反应器42中，石英被木炭和煤还原为硅。该反应器42中的硅产率为86%，指的是石英中的86%的硅转化为硅。由该反应器放出0.9吨/小时的具有8.8 mwh/h的总能量含量的液体硅，以及由包括co2气体的气体组分和二氧化硅颗粒组成的废气。因为该硅反应器42是开放式的，来自该硅反应器42的废气将通过环境空气燃烧，且废气中的co内容物将燃烧成co2。来自硅反应器42的废气为大约81.1吨/小时，并具有11.3 mwh/h的总能量含量。
73.将来自硅反应器42的废气供应至第一气体处理反应器43，在那里从废气中除去主要由二氧化硅颗粒组成的固体颗粒。离开第一气体处理反应器43的气体为81.1吨/小时，并具有11.2 mwh/h的总能量含量。将该气体供应至将在随后描述的能量回收设备45。
74.将离开热解反应器41的热解气体传送至第二气体处理反应器44，在那里该热解气体被分离为生物油和合成气。来自第二气体处理反应器44的输出物为具有3.5 mwh/h的总能量含量的1.0吨/小时的合成气和具有3.9 mwh/h的总能量含量的0.8吨/小时的生物油。
75.将来自第一气体处理反应器43的气体和来自第二气体处理反应器44的合成气与生物油传送至能量回收设备45中的气体燃烧室，在那里气体燃烧并被供应至热交换器以产生蒸汽。将该蒸汽供应至蒸汽轮机和发电机用于产生电能。在该能量回收设备45中，产生5.4 mwh/h的电和3.7 mwh/h的可用热。可用热的一部分可在木材处理反应器40中和在热解反应器41中使用。从来自热交换器的废气流中过滤和分离二氧化硅颗粒。
76.该实施例显示，通过在开放式硅反应器中使用50%木炭和50%煤，回收了供应至硅反应器的电能的54%。整个过程由此仍是非常能量有效的。由于在该过程中使用的煤，将产生一些co2排放。
77.已经描述了本发明的优选实施方案，对本领域技术人员将显而易见的是，可以使用结合所述概念的其它实施方案。上面例示的本发明的这些和其它实施例仅意在作为示例，且本发明的实际范围将由以下权利要求书确定。