CN103038468A - 低压反应器增强系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于增加低压运行的费托基反应器系统中的转化效率的系统，该系统用于处理反应物或由工业工艺产生的排出流。CO或CO2被分离，且气体被转化成有用的燃料。等离子体转化器用于产生是氢的主要反应物。

Description

低压反应器增强系统
与其他申请的关系
本申请要求2009年11月19日提交的美国临时专利申请序列号第61/281,674号(获得的外国申请序列号)以及2009年7月3日提交的美国临时专利申请序列号第61/270,035号、确认第9380号(获得的外国申请序列号)的申请日的权益；并且是2009年7月1日提交的共同待决的国际专利申请序列号PCT/US2009/003934的部分继续申请，该国际专利申请要求2008年7月1日提交的美国临时专利申请序列号第61/133,596号的申请日的权益；并要求2008年11月19日提交的美国临时专利申请序列号第61/199,837号、2008年11月19日提交的第61/199,761号、2008年12月10日提交的第61/201,464号、2008年11月19日提交的第61/199,760号、2008年11月19日提交的第61/199,828号、2009年2月24日提交的第61/208,483号、2009年7月14日提交的第61/270,928号、2009年7月13日提交的第61/270,820号、2009年5月11日提交的第61/215,959号、2009年2月24日提交的第61/208,483号的申请日的权益，所有这些专利的公开内容在此以引用的方式并入。
发明背景
发明领域
本发明大体涉及用于增强当在以低压操作时，例如费托反应器或甲醇反应器的反应器中的转化效率的系统。这在试图最小化固定资本投资的应用中和在大流速存在的稀释反应物的应用中，例如在发电厂的排出流中的CO2处理中最小化能量消耗是重要的。
相关技术的描述
在过去，化学工业已经使用比化学计量学高的浓度的反应物，以帮助利用不昂贵的反应物的工艺例如蒸汽重整的转化效率。这还不是其中使用氢作为主要反应物的工艺的情形。氢昂贵且难于生产。当在工艺结尾作为过量反应物释放时其也是危险的。随着产生氢的等离子体转化器、例如泡沫反应器的高流速反应器的出现和最终地能可靠地回收氢的功能性膜的引入，在本发明中现已经以新的途径一起带来了这些构件的组合。
发明概述
在以上列出的母专利申请中，其中描述的系统的部分功能是由费托型反应器，且在一些情形下是在甲醇反应器中产生燃料或产物。在所有的专利申请中，其主要的氢发生器(反应物)是等离子体腔。这是有效的氢发生器。相反地，本发明用于例如水解或流化床型发生器的任何氢发生器。为了标明例如氢和CO2的反应物已经在反应器中处理的时间，其已经被要求在高压下运行。在一些示例中，直到几百大气压以享受高的转化效率。当通过稀释反应物在高流环境中实施时，能量的效率差且资金增加。以上提到的专利申请在此条件下运行，同时从发电厂或其它制造设备的排出物分离CO2或者处理反应物的任意CO或CO2流。将此巨大的流压缩至高压导致巨大的能量损失。这是用于那些已经使CO2从制造工艺的原排出流中分离的工艺不可行的情形。本发明教导了一种方法以享受高的转化效率，而不继续与高压操作相关的能量损失。
附图说明
通过阅读以下详细说明并结合附图，有助于理解本发明，其中：
图1是本发明的简化示意图。
详细描述
图1是系统100的简化示意图，系统100具有矿物燃料、废物和或如下所述为反应物氢的生产提供原料的生物质101的任意组合的来源。在本发明的实施方式中使用等离子体腔102用于产生氢。要理解，本发明不限制于通常只把氢作为反应物或等离子体。还可以使用其它的反应物和氢发生器，例如流化床或水解工艺。
压缩器103在其输出端104处流出由等离子体腔产生的脏H2和CO(合成气)，其然后在清洁和调节系统105中被调节和清洁。水气转换反应器106是任选的，且其使用依赖于反应器和执行的工艺。
此时主要由H2和CO2组成的输出气体107被引入用于浓缩H2反应物的系统，例如PSA、膜或水溶液，此处以108指示。浓缩的H2传递至压缩器111，在甲醇系统的情况下，压缩器111只需要使工艺压力升压到大约20大气压以实现高的转化效率。这比很多竞争的工艺需要小大约5倍的压力。低压氢与类似的低压原排出烟道气(raw exhaust stack gas)110组合，在压缩器121中升压，并在组合阀113中与在压缩器111的输出端处的压力升高的H2组合。在本发明的实践中，压缩器121和CO2气流110是任选的。
在本发明的一些实施方式中，CO或CO2可以直接从输出的气流107中产生和回收。高浓度H2的内环由控制阀113和膜分离器118建立。控制阀和膜分离器用于回收反应器115中未使用的过量H2。本发明使反应物环装载到超过5倍典型的化学计量学需要的量，在本实施方式中其为H2的浓度。此反应物的高饱和水平允许反应器115以其低压高效率地工作。在本发明不同的实施方式中，反应器115是颗粒型反应器、泡沫型反应器或者α氧化铝氧化物泡沫反应器(alpha alumina oxide foam reactor)。泡沫反应器通过特别的热交换特性而有助于高流动性能。
每个反应器热交换系统116的输出端冷凝生产的产物117以增强每个随后反应器的性能，其中每个随后反应器定位在图中所示一系列反应器115更远的下游。
在本发明实践中使用的反应器115和热交换系统116的数量主要通过反应器资金成本和转化效率与压缩器资金成本、与高压操作相关的能量成本相比的经济最优化来确定。
在此实施方式中最后的反应器阶段和膜分离器118之后，原烟道排出气在膜118的输出端120处以具有明显减小的CO2浓度的产物排出。在此实施方式中，CO2已经作为额外的反应物而被消耗且已经以液态的产物燃料117排出。
虽然已经关于特定的实施方式和应用描述了本发明，但是本领域技术人员鉴于本教导可以产生其它的实施方式而不超出本文要求的本发明的范围或偏离本文要求的本发明的精神。从而，要理解，本公开内容中的描述和附图只提供为有助于理解本发明，且不应解释为限制其范围。

Claims (11)

1.一种用于处理由制造工艺产生的排出流或反应物流的系统，所述系统包括在费托反应器中处理所述排出流的步骤，其中H2的比率是由等离子体转化器产生的化学计量的多倍，过量的氢被回收且通过所述工艺再循环。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应物流包含CO。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应物流包含CO2。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应物流是全烟道排出流。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述费托反应器是颗粒型反应器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述费托反应器是泡沫反应器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述费托反应器是α氧化铝氧化物泡沫反应器。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述氢通过膜回收。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述氢通过PSA回收。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述氢通过水溶液回收。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述费托反应器是甲醇反应器。
CN2010800360882A 2009-07-03 2010-07-02 低压反应器增强系统 Pending CN103038468A (zh)

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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650814A (en) * 1984-03-07 1987-03-17 Keller Arnold P Process for producing methanol from a feed gas
US6038853A (en) * 1996-08-19 2000-03-21 The Regents Of The University Of California Plasma-assisted catalytic storage reduction system
US6122908A (en) * 1996-07-22 2000-09-26 Ab Volvo Device and method for purification of exhaust gas
US20030196427A1 (en) * 1999-06-08 2003-10-23 Kong Peter C. Plasma reforming and partial oxidation of hydrocarbon fuel vapor to produce synthesis gas and/or hydrogen gas
US20030203983A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 O'rear Dennis J. Aqueous separation of syngas components
US20060143980A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Conocophillips Company Reactor and process for making synthesis gas
US20090018220A1 (en) * 2005-05-27 2009-01-15 Johnson Matthey Plc Methanol synthesis

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650814A (en) * 1984-03-07 1987-03-17 Keller Arnold P Process for producing methanol from a feed gas
US6122908A (en) * 1996-07-22 2000-09-26 Ab Volvo Device and method for purification of exhaust gas
US6038853A (en) * 1996-08-19 2000-03-21 The Regents Of The University Of California Plasma-assisted catalytic storage reduction system
US20030196427A1 (en) * 1999-06-08 2003-10-23 Kong Peter C. Plasma reforming and partial oxidation of hydrocarbon fuel vapor to produce synthesis gas and/or hydrogen gas
US20030203983A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 O'rear Dennis J. Aqueous separation of syngas components
US20060143980A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Conocophillips Company Reactor and process for making synthesis gas
US20090018220A1 (en) * 2005-05-27 2009-01-15 Johnson Matthey Plc Methanol synthesis

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