[發(fā)明專(zhuān)利]將含碳燃料轉(zhuǎn)化為無(wú)碳能量載體有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200980141285.8 | 申請(qǐng)日： | 2009-09-28 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102186955A | 公開(kāi)（公告）日： | 2011-09-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 范良士;李凡星 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 俄亥俄州立大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C10J3/00 | 分類(lèi)號(hào)： | C10J3/00 |
| 代理公司： | 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038 | 代理人： | 柳冀 |
| 地址： | 美國(guó)*** | 國(guó)省代碼： | 美國(guó);US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 將含碳 燃料 轉(zhuǎn)化 能量 載體 | ||
1.用于將燃料進(jìn)行轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
第一反應(yīng)器，該第一反應(yīng)器包括具有第一級(jí)和第二級(jí)的移動(dòng)床，許多陶瓷復(fù)合顆粒構(gòu)成所述移動(dòng)床，所述陶瓷復(fù)合顆粒包含位于載體上的至少一種金屬氧化物；用于將顆粒狀固體燃料隨CO2和/或含氧氣體一起提供到所述第二級(jí)的入口；其中所述第一級(jí)包括與所述第二級(jí)連通的限流出口，其中所述第一反應(yīng)器經(jīng)配置以用所述燃料將至少一種金屬氧化物還原從而產(chǎn)生還原的金屬或還原的金屬氧化物；
任選地，第二反應(yīng)器，該第二反應(yīng)器經(jīng)配置以將來(lái)自所述第一反應(yīng)器的還原的金屬或還原的金屬氧化物的至少一部分氧化從而產(chǎn)生金屬氧化物中間體以及富含氫氣和/或CO的氣體料流；
空氣源；和
第三反應(yīng)器，該第三反應(yīng)器與所述空氣源連通并且經(jīng)配置以通過(guò)將金屬氧化物中間體氧化，使來(lái)自從所述第一反應(yīng)器排放的固體的剩余部分和任選從所述第二反應(yīng)器排放的固體的至少一種金屬氧化物再生。
2.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述固體燃料選自煤、生物質(zhì)、焦油、石油焦、焦油砂、油砂、油母巖和它們的組合。
3.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中通過(guò)注入在所述第一反應(yīng)器中的燃料轉(zhuǎn)化增強(qiáng)劑提高燃料的轉(zhuǎn)化，所述增強(qiáng)劑選自CO2、H2O、H2和它們的組合。
4.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中在所述第一反應(yīng)器中的陶瓷復(fù)合顆粒和氣體之間具有逆流流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器中的至少一個(gè)具有漏斗型出口以允許更加受控和均勻的固體移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中通過(guò)非機(jī)械氣體密封以及選自環(huán)路密封、L形閥、J形閥、N形閥和區(qū)域密封的固體流動(dòng)控制裝置連接第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器和第三反應(yīng)器中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中第一反應(yīng)器在第一級(jí)和第二級(jí)之間具有環(huán)形開(kāi)口，該環(huán)形開(kāi)口允許氣體從第一級(jí)的固體排放端口和環(huán)形開(kāi)口的頂部移動(dòng)離開(kāi)。
8.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中使用在第一反應(yīng)器中填充的陶瓷復(fù)合顆粒作為氣相的分配器。
9.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述第二反應(yīng)器是在固體和氣體之間具有逆流流動(dòng)的具有一級(jí)或多級(jí)的移動(dòng)床反應(yīng)器、多級(jí)移動(dòng)床、回轉(zhuǎn)窯爐或級(jí)段式反應(yīng)器。
10.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述第二反應(yīng)器包括漏斗型出口。
11.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述第三反應(yīng)器是快速流化床反應(yīng)器、載流床反應(yīng)器、傳送床反應(yīng)器或機(jī)械輸送系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述第三反應(yīng)器包含兩級(jí)，位于底部的第一級(jí)是鼓泡或湍流流化床反應(yīng)器，第二級(jí)是載流床、快速流化床或傳送床反應(yīng)器。
13.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中所述第三反應(yīng)器是放熱的并且將第三反應(yīng)器中產(chǎn)生的熱的至少一部分進(jìn)行集成回到第一反應(yīng)器以輔助第一反應(yīng)器中的反應(yīng)。
14.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中將氧氣引入到第一反應(yīng)器以部分補(bǔ)償?shù)谝环磻?yīng)器中所需的熱。
15.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中第一反應(yīng)器將陶瓷復(fù)合顆粒還原20％-85％。
16.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中第一反應(yīng)器將燃料轉(zhuǎn)化為含有至少90％CO2和蒸汽的廢氣流。
17.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中第二反應(yīng)器將至少40％的氣態(tài)輸入物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。
18.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中將所述陶瓷復(fù)合顆粒與催化劑混合。
19.如權(quán)利要求18所要求的系統(tǒng)，其中所述催化劑是水煤氣變換催化劑、蒸汽甲烷重整催化劑或它們的組合。
20.如權(quán)利要求17所要求的系統(tǒng)，其中所述催化劑包含0.01％-30重量％的復(fù)合顆粒。
21.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中將亞化學(xué)計(jì)量的量的蒸汽和/或CO2引入到第二反應(yīng)器使得燃燒器中產(chǎn)生更多的熱。
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