[發明專利]含有懸浮固態燃料粒子的氣態可燃性燃料

有效

• 申請號: 201780069487.0
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109937082B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 詹姆士·S·斯文森;西蒙·K·霍德森
• 申請（專利權）人: 菲尼克斯先進技術有限公司
• 主分類號: B01D51/10
• 分類號: B01D51/10;C10G49/10;C10L3/00;F26B17/10;F26B19/00;F26B21/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李博;柳春琦

氣態可燃性燃料包含氣態烴燃料原料和懸浮在氣態烴燃料原料中的固態燃料粒子。固態燃料粒子具有足夠小的粒度，以使得它們在輸送期間保持懸浮。烴燃料原料可以包括天然氣、乙烷、丙烷、丁烷以及它們的氣態衍生物和混合物。固態燃料粒子可以包括來源于煤的固態含碳物質。固態燃料粒子的其他實例包括生物質、精煉生物制品和可燃性聚合物粒子。氣態可燃性燃料在大氣壓下具有比氣態烴燃料原料的體積能量密度大至少25％的能量密度。公開了50％、100％以及甚至500％的體積能量密度的提高。可以將氣態可燃性燃料加壓至在2至100大氣壓的范圍內的壓力。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年10月13日提交的名稱為含有懸浮固態燃料粒子的氣態可燃性燃料的美國臨時專利申請號62/407,872的權益，該申請通過引用并入。

發明背景

本公開涉及含有懸浮固態燃料粒子的氣態燃料。該燃料可以是可燃性氣態燃料如天然氣或丙烷。懸浮固態燃料粒子提高了氣態可燃性燃料的能量密度。

背景

可燃性燃料的能量密度是每單位體積通過燃燒產生的熱能的量的量度。以下表1列出了三種常見可燃性燃料：天然氣、汽油和煤的典型體積能量密度。會理解的是，液態和固態燃料源(汽油和煤)二者都具有比氣態燃料源(天然氣)明顯高的體積能量密度。常溫和常壓(NPT)理解為20℃和1atm。

表1.選擇的可燃性燃料的能量密度

已知將天然氣或其他可燃性氣態燃料源壓縮或加壓將會提高體積能量密度，但是仍然處于遠低于液態和固態可燃性燃料源的水平。

提供在有或沒有額外加壓的情況下提高天然氣或其他可燃性氣態燃料的能量密度的方法將會是本領域中的進步。提供在加壓時提高可燃性氣態燃料如天然氣的能量密度的方法將會是本領域中的進步。對于可燃性氣態燃料降低所需的儲存體積并且降低每單位能量的輸送成本將會是本領域中的又一進步。

發明概述

本公開涉及一種氣態可燃性燃料，其在體積上主要包含其中懸浮固態燃料粒子以提高氣態烴原料的能量密度的氣態烴原料。氣態烴燃料原料的非限制性實例包括天然氣、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及它們的氣態衍生物。可以使用不同氣態烴燃料原料的混合物。

固態燃料粒子具有足夠小的粒度以在輸送和使用期間保持懸浮。這受固態燃料粒子的密度和其中懸浮固態燃料粒子的氣態烴原料的密度二者影響。固態燃料粒子通常將會具有小于250μm并且優選小于60μm的粒度。在一些非限制性實施方案中，固態燃料粒子可以具有小于30μm的粒度。在一些非限制性實施方案中，固態燃料粒子具有小于20μm的粒度。固態燃料粒子可以具有小于10μm的粒度。固態燃料粒子可以具有小于5μm的粒度。在一些實施方案中，固態燃料粒子具有小于2.5μm的平均粒度。

固態燃料粒子包括高能或可燃性燃料材料的細碎粒子。固態燃料粒子可以來源于高能或可燃性燃料材料的單一來源，或者可以使用不同高能或可燃性燃料材料的共混物或混合物。在一個非限制性實施方案中，固態燃料粒子包括細煤粒子，其包括來源于煤的含碳物質。當來源于煤的含碳物質具有足夠小的尺寸而基本不含固有礦物質時，其被稱為來源于煤的固態烴。在一些實施方案中，固態燃料粒子包括來源于煤的固態烴粒子。

在一些實施方案中，來源于煤的固態含碳物質含有減少量的來源于煤的礦物質和減少量的硫。在一個非限制性實施方案中，來源于煤的固態含碳物質含有小于1重量％的來源于煤的礦物質。在一個非限制性實施方案中，來源于煤的固態含碳物質含有小于0.5重量％的硫。

在本文中所公開的懸浮在氣態可燃性燃料中的固態燃料粒子有時被稱為微清潔碳燃料(Micro Clean Carbon Fuel,μCCF)。