[發(fā)明專利]從通過還原碳氧化物來產(chǎn)生固體碳材料的過程中回收熱能的方法和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380020423.3
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104245576A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·B·諾伊斯
• 申請（專利權(quán)）人: 賽爾斯通股份有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B01J19/26;B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

1.?一種從至少一種固體碳材料的產(chǎn)生過程中回收熱能的方法，其包括：

在大于或等于約400℃的溫度下、在大于或等于約1?x?10⁵帕的壓力下，并且在至少一種催化劑材料的存在下使至少一種碳氧化物材料與至少一種氣態(tài)還原材料反應(yīng)以產(chǎn)生至少一種固體碳材料和包含水蒸汽的氣態(tài)流出物流；以及

從所述氣態(tài)流出物流中提取熱能。

2.?如權(quán)利要求1所述的方法，其中在至少一種催化劑材料的存在下使至少一種碳氧化物材料與至少一種還原材料反應(yīng)包括在大于或等于約500℃的溫度下和約1?x?10⁵帕至約1?x?10⁹帕范圍內(nèi)的壓力下使所述至少一種碳氧化物材料與所述至少一種還原材料反應(yīng)。

3.?如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一種氣態(tài)還原材料包括氫和含氫化合物中的至少一種。

4.?如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一種催化劑材料包括選自元素周期表的第5至10族的至少一種元素。

5.?如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述氣態(tài)流出物流中提取熱能包括將來自所述氣態(tài)流出物流的熱能轉(zhuǎn)移至至少一種其它材料。

6.?如權(quán)利要求5所述的方法，其中將來自所述氣態(tài)流出物流的熱能轉(zhuǎn)移至至少一種其它材料包括將來自所述氣態(tài)流出物流的熱能轉(zhuǎn)移至所述至少一種碳氧化物材料和所述至少一種還原材料中的至少一種。

7.?如權(quán)利要求5所述的方法，其中將來自所述氣態(tài)流出物流的熱能轉(zhuǎn)移至至少一種其它材料包括將熱能轉(zhuǎn)移至至少一種交換流體以形成至少一種高壓蒸氣。

8.?如權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述高壓蒸氣膨脹以產(chǎn)生功率并且生成電力。

9.?如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述氣態(tài)流出物流中提取熱能包括以至少一種冷卻材料來冷卻所述氣態(tài)流出物流以產(chǎn)生包含液態(tài)水的冷卻氣態(tài)流出物流并且將熱能提供至所述至少一種冷卻材料。

10.?如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括電解所述液態(tài)水以產(chǎn)生氫氣和氧氣。

11.?如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述氫氣的至少一部分再循環(huán)至所述氣態(tài)還原材料。

12.?一種產(chǎn)生可回收熱能的方法，其包括：

將包含至少一種碳氧化物和至少一種氣態(tài)還原材料的來源氣體流引入其中具有至少一種催化劑材料的反應(yīng)器中；

使所述至少一種碳氧化物和所述至少一種還原劑在所述至少一種催化劑材料的存在下反應(yīng)以產(chǎn)生包含至少一種固體碳材料和氣態(tài)水的反應(yīng)產(chǎn)物流；

將所述至少一種固體碳材料與所述氣態(tài)水分離；以及

從至少所述氣態(tài)水中提取熱量。

13.?如權(quán)利要求12所述的方法，其中從至少所述氣態(tài)水中提取熱量包括將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至所述來源氣體流，然后將所述來源氣體流提供至所述反應(yīng)器。

14.?如權(quán)利要求12所述的方法，其中從至少所述氣態(tài)水中提取熱量包括將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至至少一種交換流體。

15.?如權(quán)利要求14所述的方法，其中將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至至少一種交換流體包括：

將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至第一交換流體以形成熱的第一交換流體；以及

將來自所述第一熱的熱交換流體的熱量轉(zhuǎn)移至第二交換流體。

16.?如權(quán)利要求14所述的方法，其中將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至至少一種交換流體包括將來自至少所述氣態(tài)水的熱量轉(zhuǎn)移至與所述氣態(tài)水在流體上分離的液態(tài)水以產(chǎn)生高壓蒸汽。

17.?如權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括：

在膨脹式渦輪中使所述高壓蒸汽膨脹以產(chǎn)生功率并且生成電力；以及

使膨脹式渦輪排氣冷凝以形成液態(tài)水。

18.?一種具有至少一個熱能回收裝置的固體碳產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括：

反應(yīng)器，其被配置成在至少一種催化劑材料的存在下將至少一種碳氧化物和至少一種還原材料放熱轉(zhuǎn)化成至少一種固體碳材料和氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物流；和

至少一個熱交換器，其被定位并配置成從至少所述氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物流中回收熱能。