[發明專利]用于集成的太陽能驅動的化學裝置的系統和方法

無效

• 申請號: 201080025964.1
• 申請日: 2010-06-09
• 公開（公告）號: CN102460039A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: C·普爾金斯;Z·約凡諾維克;C·海爾頓;W·西蒙斯;A·民登
• 申請（專利權）人: 三照普燃料公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

1.用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，所述方法包括：

將包括生物質顆粒的化學反應物，在太陽能驅動的化學反應器中，使用驅動所述化學反應物轉化的會聚太陽能，轉化為包括一氧化碳和氫的合成氣；

供應所述合成氣，用于在甲醇合成裝置中使所述合成氣催化轉化為甲醇；

根據在所述太陽能驅動的化學反應器中生成的合成氣的量，使在所述甲醇合成裝置中的許多甲醇機組在操作狀態和閑置狀態之間循環；和

其中所述化學反應器的控制系統發送控制信號到所述甲醇合成裝置的控制系統并從所述甲醇合成裝置的控制系統接收反饋。

2.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，其中所述化學裝置是集成的生物精制裝置，其在所述集成太陽能驅動的化學裝置中進行所述生物質顆粒到汽油的轉化，其中來自所述甲醇合成裝置的甲醇在甲醇到氣體過程中被轉化為汽油。

3.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，還包括：

形成所述合成氣的儲存容量以及所述甲醇機組的閑置，以消除所述甲醇合成裝置的響應速率與所述太陽能驅動的化學反應器的響應速率之間的相互影響，并且其中為所述集成的太陽能驅動的化學裝置建立的所述儲存容量和閑置過程還消除了在所述太陽能驅動的化學反應器中生成的合成氣的直接生產速率與所述甲醇合成裝置的供應需求之間的相互影響。

4.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，還包括：

使在所述太陽能驅動的化學反應器中的包括生物質氣化反應、蒸氣重整反應、干法重整反應和這些反應的各種組合的化學反應類型，與引向包括所述化學反應器的太陽熱接收器的可利用的會聚太陽能的量平衡，以便使太陽能化學反應器保持在如此溫度，在該溫度下所述化學反應器操作足夠高，以維持生成的合成氣的H₂和CO比率在期望的2.1∶1到2.8∶1摩爾比之內，基本上不含焦油，焦油少于200mg/m³，且在所述生成的合成氣中按體積計具有少于15％的CO₂，和

控制流入所述化學反應器的反應器管中的蒸汽、天然氣和生物質顆粒的量以保持所述生成的合成氣在上面設定的閾值之內。

5.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，還包括：

在所述集成的化學裝置啟動期間，使所述化學反應器升高以達到至少800℃的操作溫度，以便來自所述化學反應器的流出反應物產物具有用于甲醇合成的合適的氣體組成和品質；和

在所述化學反應器升至所述操作溫度的時間之后，控制下列之一：1)參與所述反應過程的反應器管的可變的量，2)從供給系統供應入所述化學反應器的反應器管中的生物質顆粒的供給速率，或3)二者，以便控制進入所述太陽能驅動的化學反應器的物質的流速和化學組成，達到1)可利用的量和2)預測的可利用的會聚太陽能的量以驅動在化學反應器中發生的化學反應同時保持所述化學反應器的溫度在800-1600℃之間。

6.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，還包括：

在當所述化學反應器停止合成氣反應產物的商業水平生產的時間段期間，并在當所述化學反應器恢復合成氣反應產物的商業水平生產之前，使位于太陽熱接收器中的所述太陽能驅動的化學反應器保持在比周圍更高的溫度。

7.根據權利要求1所述的用于集成的太陽能驅動的化學裝置的方法，還包括：

當1)所述太陽能會聚區域對準包括所述太陽能驅動的化學反應器的所述太陽熱接收器的開口處，和2)所述太陽能驅動的化學反應器至少在800℃的最低操作溫度和優選地大于1000℃時，使生物質顆粒的夾帶流開始進入所述化學反應器。