[發明專利]用于減少反應器系統中的腐蝕的系統和方法

有效

• 申請號: 201380074837.4
• 申請日: 2013-04-30
• 公開（公告）號: CN105264048B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: R·T·克里
• 申請（專利權）人: 英派爾科技開發有限公司
• 主分類號: B01J3/00
• 分類號: B01J3/00;C10G7/10;C10G75/00;C02F1/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所11313
• 代理人: 孟銳

背景技術

超臨界水氣化是一種新興技術，具有由通常被視為廢物的如生物廢物或包括煤和其他化石燃料的非清潔燃料源的源產生清潔能源的極大潛力。在超臨界水氣化處理中，水在防止水轉變成蒸汽的高壓(例如，約22兆帕斯卡)下被加熱到極高的溫度(例如，超過約647開爾文)。由于在該溫度和壓力條件下存在腐蝕性離子，在超臨界水氣化期間的高溫和高壓產生了高腐蝕性環境。

常規的用來管理由于超臨界水引起的腐蝕的技術涉及到不斷更換被腐蝕的部件或者由耐腐蝕材料構造系統組件，其中耐腐蝕性材料可能昂貴且大多無效。這些技術可能過于耗時且成本過高，因為腐蝕性離子仍然能夠接觸系統組件的表面，這會導致表面毀壞。因此，尚沒有這樣一種通過在超臨界水氣化處理期間防止系統組件內實際形成腐蝕性離子而運行的減少腐蝕的方法。

概述

本公開不限于所描述的特定的系統、設備和方法，因為這些可以進行改動。在說明書中使用的術語僅為描述特定的變化形式或實施例的目的，不意在限制范圍。

如在該文獻中使用的，除非上下文明確做出規定，否則單數形式“一”、“一個”和“該”包括復數指代物。除非進行限定，否則本文所使用的全部技術和科學術語具有與本領域普通技術人員所慣常理解的相同的含義。本公開中的任何內容不應解釋為承認在本公開中描述的實施例未被給予根據在先發明而先于本公開的權利。如在該文獻中使用的，術語“包括”意思是“包括，但不限于”。

在實施例中，超臨界水氣化處理可以包括：將具有水的漿料提供給多個系統組件中的至少一個系統組件。在該處理期間，多個系統組件中的至少一個系統組件中的溫度會升高到第一溫度，而在多個系統組件中的至少一個系統組件中的壓力保持在第一壓力或者低于第一壓力。該處理還可以包括：在第一溫度下，使多個系統組件中的至少一個系統組件中的壓力升高到第二壓力，在第一時間段內保持該第一溫度和第二壓力，使多個系統組件中的至少一個系統組件中的溫度和壓力分別升高到第二溫度和第三壓力，以及在第二時間段內保持該第二溫度和第三壓力。

在實施例中，用于超臨界水氣化的反應器可以包括腔室和鹽收集室，該腔室構造為在保持壓力的同時允許溫度升高，所述鹽收集室構造為收集在所述腔室中執行的處理期間所沉淀的鹽。

在實施例中，超臨界水氣化處理可以包括：使其中布置有腐蝕性離子的漿料移動通過超臨界水氣化系統以產生燃料產物。可以保持漿料的溫度和壓力，使得漿料中的水的離子產物不會增加而超過腐蝕性離子產物值，從而減少由于腐蝕性離子引起的超臨界水氣化系統的至少一部分的腐蝕。

附圖說明

圖1示出了根據一些實施例的示例性的超臨界水系統。

圖2A示出了在超臨界水氣化處理期間流體的溫度和壓力路徑。

圖2B示出了根據一些實施例的用于超臨界水氣化處理的溫度和壓力路徑。

圖3示出了根據一些實施例的超臨界水氣化操作循環。

圖4示出了用于減少超臨界水氣化系統中的腐蝕的示例性的方法的流程圖。

具體實施方式

在說明書中使用的術語僅為了描述特定的變化形式或實施例的目的，而不意在限制范圍。

本公開一般地涉及通過減少在超臨界水反應處理期間所形成的腐蝕性離子的量來減少超臨界水氣化系統(或超臨界水反應器系統)中的腐蝕的系統和方法。特別地，一些實施例提供了控制超臨界水氣化系統組件(“系統組件”)內的條件來抑制流經超臨界水氣化系統的流體內的腐蝕性離子形成。示例性的系統組件包括但不限于加熱器、預加熱器、泵、反應器容器(“反應器”)、換熱器和氣體/液體分離器。在實施例中，可以控制諸如漿料原料的流體的溫度和/或壓力，使得流體的離子產物保持在一定值以下和/或一定范圍之內。例如，一個實施例提供了流體的離子產物保持在約10^-22mol²/l²以下。這樣，流體中腐蝕性離子的濃度可以降低或者甚至消除，減少了系統組件的內表面的腐蝕，從而增長了系統組件的使用壽命和系統的總體效率。