CN103842479A - 熔盐滚动鼓泡柱、用熔盐滚动鼓泡柱的反应器及相关方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于执行化学反应的反应器以及相关的构件、系统和方法。根据一个实施例，提供了一种反应器，其包括炉和定位成由炉加热的坩埚。坩埚可包含熔融盐浴池。下管沿轴线至少部分地设置在内部坩埚内。下管包括导管，导管具有与碳源连通的第一端，以及在导管的第二端处的、用于将碳材料引入坩埚中的出口。至少一个开口在第一端与第二端之间形成在导管中，以使容纳在坩埚内的反应成分能够循环穿过导管。氧化材料可以以气泡形式经由坩埚的底部部分引入来与其它材料反应。

Description

熔盐滚动鼓泡柱、用熔盐滚动鼓泡柱的反应器及相关方法

相关申请的交叉引用

本申请请求享有名称为“Molten salt rolling bubble column, reactors utilizing same, and related methods(熔盐滚动鼓泡柱、用熔盐滚动鼓泡柱的反应器及相关方法)”的于2011年7月21日提交的美国非临时专利申请No.13/188,202的权益和优先权，其通过引用以其整体并入到本文中。

政府权利

本发明是在美国能源部资助的合同No. DE-AC07-05ID14517下在Western Hydrogen和Battelle Energy Alliance, LLC之间的合作研究和开发协议下制作出的。美国政府对本发明具有一定的权利。

技术领域

本发明大体上涉及在气体生产中使用的反应器和系统，并且更具体地涉及在反应器(如碱金属反应器)中使用的构件和方法。

背景技术

基于烃的燃料(包括石油产品、天然气等)已经是且仍是全球能量生产的主要来源。全球石油储备的预测、期望提供更“绿色”或对环境友好的能量和许多其它问题已经激励个人、公司和政府研究可能的能量生产替代物。这些研究和开发工作包括用于用现有的已知能源产生能量的改进的技术、系统和方法的探寻。例如，已经进行了关于开采位于使用常规技术难以到达的地理位置中的石油的能力的工作。此外，已经进行了工作来使现有的能量处理更高效、更成本有效且对环境更友好。

其它工作集中于从过去被较大忽视的储备中开采能量。在一些情况下，这些资源或储备由于它们不如其它可用的资源那样富含碳而已经被忽略。在其它情况中，只是更难将资源转变成可用的能量形式。例如，已经进行了较大的工作来从如沥青砂和油页岩的资源采油。尽管在技术上是可行的，但是过去从此类资源采油通常被认作是低效且对生态不友好的。

当前的研究也已经集中于潜在的新能源以及其它现有替代能源的改善。例如，改善太阳能技术、风能生产、生物燃料生产和氢生产的工作所有都在前进。然而，如本领域的普通技术人员将认识到的是，所有这些工作碰到了各种障碍，一些是经济上的、一些是政治上的，且一些是科学上的。

因此，不断期望提供新能源，改善能量开采工作，且改善现有的工艺和技术，以便更高效地、更丰富地且以对环境更友好的方式提供能量。

发明内容

本发明的实施例为在气体生产中使用的相关反应器，以及反应器可在其中使用的系统和工艺。此外，本发明的各种实施例涉及反应器中使用的构件。

根据本发明的一个实施例，提供了一种反应器。反应器包括炉和定位成由炉加热的坩埚，坩埚限定内部空间。下管至少部分地设置在内部坩埚内，其中下管包括导管，其具有在第一端处的入口和在第二端处的出口。下管还包括在导管中形成在第一端与第二端之间的至少一个开口。出口和至少一个开口构造成为容纳在坩埚内的任何液体材料提供再循环通路。

在一个实施例中，至少一个开口可在其一端处渐缩。此外，至少一个开口可包括在导管内的、在第一端与第二端之间的多个开口。在一个特定实施例中，基本垂直于纵向轴线截取的下管的横截面面积为沿基本垂直于轴线截取的坩埚的横截面面积的大约一半。多个引导部件可联接到导管上，以将下管保持在坩埚内的期望位置。此外，偏流结构可与导管相关联，以沿期望方向或模式引导流过出口的任何流体。

在一个特定实施例中，入口设在坩埚的下端处，以用于引入氧化材料。多孔盘或筛可定位在坩埚的底部内，以便在氧化材料引入容纳在坩埚内的液体中时，多个气泡形成在液体内。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种气体处理系统。系统包括氧化材料供应源、烃材料供应源，以及反应器。反应器包括炉和定位成由炉加热的坩埚。坩埚限定内部空间，且在其中含有催化剂材料。下管沿轴线至少部分地设置在内部坩埚内。下管包括导管，导管具有第一端、第二端和在第一端与第二端之间的至少一个开口。 导管的第一端与烃材料供应处于流体连通，且第二端提供进入坩埚的内部空间的出口。出口和至少一个开口为坩埚内的催化剂材料限定再循环通路。氧化材料供应可与形成在坩埚的下部部分中的入口联接。多孔结构可置于坩埚的下部部分中，使得氧化材料首先穿过多孔结构，且然后作为多个气泡进入容纳在坩埚内的催化剂材料中。

在一个特定实施例中，系统的催化剂材料包括盐，例如，如，碳酸钠。烃材料供应可包括残留沥青，且氧化材料供应可包括水。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种在反应器的坩埚的内部空间中使用的下管。下管包括导管，导管具有第一端和第二端。偏流结构定位在导管的第二端附近，且联接到导管上。至少一个开口在第一端与第二端之间形成在导管中。多个引导部件可与导管联接，且从导管沿径向向外延伸。防溅罩可与导管联接，且位于至少一个开口与导管的第一端之间。在一个特定实施例中，偏流器可呈现出基本球形的几何形状。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于控制反应器内的反应的方法。该方法包括在坩埚内提供盐浴池、经由至少部分地设置在坩埚内的导管将烃材料引入盐浴池、在坩埚的底部部分处将氧化材料引入盐浴池中，以及为盐浴池提供穿过导管的再循环通路。

该方法可包括在导管中提供一个或多个开口，以及使盐浴池流过开口且通过导管流回。氧化材料可作为多个气泡在坩埚的底部附近的位置处引入盐浴池中，从而使盐浴池升高且流入导管中的开口中。

在一个实施例中，提供盐浴池可包括提供碳酸钠，同时氧化材料可提供为水，且烃材料可提供为残留沥青。

如下文所述且如本领域的普通技术人员将认识到的那样，其它各种构件和动作可包括在那些设备、系统和方法中。

附图说明

本发明的前述和其它优点将在阅读以下详细描述时和在参照附图时变得清楚，在附图中：

图1为示出包括根据本发明的实施例的反应器的系统的示意图；

图2为根据本发明的实施例的反应器的透视图；

图3为图1中所示的反应器的透视图，其示出反应器的构件中的一个的局部横截面；

图4为根据本发明的实施例的可在图2和图3中所示的反应器中使用的构件的透视图；

图5为根据本发明的实施例的可在图2和图3中所示的反应器中使用的构件的透视图；

图6为示出根据本发明的实施例的反应器内的材料流的示意图；

图7为根据本发明的实施例的反应器构件的透视图；

图8为根据本发明的实施例的反应器构件的透视图；以及

图9为根据本发明的实施例的各种反应器构件的横截面视图。

具体实施方式

为了满足人类的能量需求，较多的工作集中于能量转换、能量效率和资源的最佳使用。本公开内容描述了反应器，其可用于从给定材料抽取能源(例如，氢或其它气体)。与此类反应器相关联的各种构件和方法也在本文中有阐释。本文所述的本发明的一个实施例包括碱金属反应器，其以称为碱金属重整(AMR)的方式处理材料。然而，所述的发明的各种方面可适用于一定范围的能量转换。

使用AMR过程的一个益处为较宽范围的进料材料可重整成更有用的能源。进料材料大体上包括氧化剂和一些形式的烃，但直接的碳也是可用的。在一个实施例中，烃材料可包括有时称为"残油"的残留沥青材料。残油材料有时还可称为真空残渣(VR)。残油或VR材料类似于筑路焦油或柏油，且可在原油的真空蒸馏期间产生。这些材料大体上被设想为具有较低经济价值。本领域中普通技术人员将认识到的是，残油成分大部分为碳，具有很小百分比的氢，甚至更少的硫和其它微量元素。

根据本发明的一个AMR过程，经使用的废物产品和水可在高温下馈送到碱金属盐浴池中。所得的化学反应将产生氢、一氧化碳和二氧化碳，以及一些其它不太重要的气体。高温炉可用于加热含有盐浴池的坩埚。一旦达到期望的温度，残油和水两者引入到盐浴池中，盐浴池用作催化剂来产生期望的气体产物。所得的气体可分离，并且作为纯气体(即，氢、一氧化碳和二氧化碳)在市场上销售。作为备选，气体可结合成用于产生肥料、化学制品、燃料和其它产物的合成气体(合成气)。此类工艺的实例在2011年7月21日提交的名称为System and process for the production of syngas and fuel gasses(用于制造合成气和燃料气体的系统和工艺)的美国专利申请No. 13/188,167中阐明，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。

首先参看图1，示出了用于使用如上文所述的进料材料生产气体的系统100和工艺的一般概图。系统100包括氧化材料源或供应102。在一个实施例中，氧化材料供应102可包括经调节的水，其保持有期望的化学性质且处于期望的温度和压力。系统100还包括烃材料源或供应104。如上文所述，烃材料供应104可包括残油材料。在其它实施例中，可使用不同的氧化材料和烃材料。正如氧化材料源102，烃材料源104可保持在指定的状况下(例如，温度和压力)，以备引入反应器106中。

将在下文进一步详细描述的反应器106可包括盐或其它材料的熔融浴池，氧化材料和烃材料将引入其中来与其反应。在一个实施例中，熔盐可包括碳酸钠，烃可作为残油材料来供应，且氧化剂可包括蒸汽形式的水。在反应器106内进行的化学反应产生气体、液体和固体。在一个实施例中，使用水和残油材料作为反应成分引入碳酸钠的熔融盐浴池，碳酸氢钠将由碳酸钠和蒸汽的相互作用生成。碳酸氢钠、碳和水然后将反应而生成碳酸钠和氢。氢与其它反应产物一起将作为气体离开盐浴池，以进行进一步处理，同时碳酸钠将保留在盐浴池中用于后续反应。

各种分离和处理系统108可用于分离和处理从坩埚110内的反应获得的产物，且提供期望的可使用的产物，例如，如，氢、甲烷和其它气体。水、盐和其它产物也可分离出来且循环回反应器106。各种控制可与例如在名称为“用于制造合成气和燃料气体的系统和工艺”的之前并入的美国专利申请中描述的系统关联起来使用。

现在参看图2和图3，示出了根据本发明的实施例的反应器106。 图2示出了反应器106的透视图，而图3示出了同一反应器106，其一个构件描绘成在横截面中“裂开”，以示出附加细节。反应器106包括设置在安装到框架114上的炉112内的坩埚110。炉112可包括市场上销售的炉，例如，如从Carbolite Inc.(Watertown, WI)获得的型号XST -6-0-24-3C三区铰接垂直管炉。在一个实施例中，炉112可构造成在期望时期内将坩埚和其内容物加热至大约900℃至大约930℃的温度。此外，炉112可包括示为区116A-116C(图3)的多个区，其可独立地控制来允许在沿坩埚110的长度的指定位置处集中加热。尽管图3中示出了三个不同的区116A-116C，但可使用具有更多或更少的区的炉。

升降机构118可与框架114相关联，以相对于炉112将坩埚110定位和保持在期望高度处。升降机构118还可构造成在期望清洁、修理或更换时将坩埚升出炉112。

坩埚110可形成为基本圆柱形的部件。例如，在一个实施例中，坩埚110可由304不锈钢管形成，其具有在一端处的盖120和在另一端处的用于与输入和输出系统连接的凸缘122。在某些实施例中，坩埚110可大约3英尺长，且由3英寸或5英寸的10号管形成。排气管筒124与坩埚110的上凸缘122联接。管筒124可构造有一个或多个气体出口126，以排出由发生在坩埚110内的反应产生的气体。此外，管筒124可构造成支承内部构件(例如，下管结构)，如将在下文进一步详细描述的那样。一个或多个入口130可与管筒相关联，用于接收过程材料，如，烃材料(例如，残油)。在一些实施例中，管筒124、入口130和出口126可由隔离材料覆盖，或甚至以加热元件(例如，传送导热介质的管、电热带或其它加热装置)包裹，以有助于使流过其中的任何流体保持处于期望的温度。另一个入口132可位于坩埚110的底部处，如，在端盖120中，以将其它过程材料(例如，氧化材料，如，蒸汽形式的水)引入坩埚110中。正如管筒124那样，与坩埚110的底部处的入口132相关联的管路和其它构件可被隔离或加热，以改善系统的热性能。

参看图4，示出和描述了定位在坩埚内的各种内部构件。图4示出了本文大体上称为下管140的管结构的透视图。下管140用于将残油材料引入包含在坩埚110内的盐浴池中。此外，如下文所述，下管140构造成有助于控制盐浴池内的过程材料(例如，水和残油)的停留时间，以通过在坩埚110内提供再循环通路来提供坩埚110内的加强的反应。

下管140包括导管142，过程材料经由导管142从供应(例如，烃材料源104)传送至坩埚110中，且因此进入熔融盐浴池中。导管142可由能够经得起腐蚀环境、高温和高压的材料形成的管路或管。例如，导管142以及下管140的其它构件可由不锈钢材料形成。下管140的第一端144可在结构上与管筒124联接，且布置成与管筒124的一个或多个入口130处于流体连接。下管140的第二管146可包括导流器或偏流器148和形成在偏流器148附近的多个开口150。开口可在尺寸、形状和构造上设置成提供经由下管140流入坩埚110中的材料的自由流动，同时还最大限度地减小可经由下管140循环的任何固体的潜在捕集或卡住。如图4中所示的实施例中所见，偏流器148可形成为基本球形部件。然而，偏流器148可构造成呈现其它几何形状，例如，包括圆锥形、凸形或平的。偏流器148构造成使过程材料流从其通过导管142的向下通路偏移，且有助于将过程材料从导管142沿较径向的方向分散在坩埚110的底部附近。

下管140还包括与导管142联接的防溅罩152。在反应器106(例如，含有蒸汽和残油成分的盐浴池)的操作期间，防溅罩152基于坩埚110内的各种组分的预期料位定位在导管142上。防溅罩152有助于防止液体从盐浴池飞溅到坩埚110的上表面上，上表面可能比盐浴池更冷。如果盐浴池飞溅到具有降低的温度的这些表面上，则飞溅的液体可凝固在坩埚的上内表面上，且至少降低熔盐的料位，且可能阻碍或完全阻止气体流动。一个或多个开口154可形成在防溅罩152内，以使气体经由坩埚110升高至管筒124的出口126。此外，防溅罩152可在尺寸上设置成在其自身与坩埚壁之间提供小空间(例如，形成环带)，以还提供气体的通道。

一个或多个溢流口(weir)156或再循环入口可形成在导管142中。在一个实施例中，溢流口156可位于防溅罩152附近，且在防溅罩152与导管142的第二端146之间。如下文将进一步详细论述的那样，溢流口156提供用于坩埚内的熔盐的再循环通路。在一个实施例中，溢流口156可包括大体上渐缩的下区段。利用该构造，当熔盐料位升高时(例如，由于加入残油材料和在盐浴池内形成气泡)，溢流口的加宽的几何形状使增加的再循环的熔盐流入导管142中。

多个翅片或引导部件158联接到导管142上，且从导管142沿径向向外延伸。引导部件158有助于将下管140定位在坩埚110内，且保持其基本沿坩埚110的纵向轴线160定心且与纵向轴线160同轴。如图4中所示，引导部件158可定位在导管142的第二端146附近，如，开口150和/或偏流器148附近。然而，引导部件158可定位在导管142的其它纵向位置处。例如，引导部件158可焊接到导管142上，或使用本领域的普通技术人员已知的能够经得起坩埚110内经历的温度、压力和化学条件的手段和工艺以其它方式附接。如图4中所示，可存在围绕导管142基本等角定位(例如，大约分开120°)的三个引导部件158。然而，可使用引导部件158的其它布置，包括不同数目、间距或位置的引导部件158。

在一个实施例中，如垂直于坩埚110(见图4)的纵向轴线160截取的导管142的横截面面积为沿相同方向截取的坩埚110的横截面面积的大约一半。在此实施例中，流上导管142与坩埚110的内表面之间限定的环带的液体的质量流量可大致等于流下导管的液体的质量流量。将注意的是，环带内的表观空间将由于盐浴池内的气泡而较大，气体离开盐浴池而流出反应器106，同时液体离开以穿过下管140循环回去。当然，例如可取决于坩埚110内的材料类型、材料的混合比和材料的粘性以及穿过下管140的导管142的期望再循环速率来使用其它横截面面积比。

参看图5，示出了根据本发明的另一个实施例的另一个下管140'。下管140'基本类似于图4中所示的下管140，具有导管142，导管142具有第一端144、第二端146、防溅罩152和溢流口154。然而，偏流器148未与导管142直接连接。相反，偏流器148与导管142的第二端144间隔开，且引导部件158联接到导管142和偏流器148两者上。 开口150形成在导管142的第二端146与偏流器148之间，部分地由引导部件158限定，作为用于材料流过导管142的出口。

现在参看图6，示出了定位在坩埚110的内部空间内的下管140(或140')的示意图。反应物成分(例如，残油)经由下管的导管142引入，如，通过在压力下注入，如箭头164指出。在其它实施例中，材料可在没有压力下经由导管142引入，如，通过让其下滴。最初，盐浴池的液位将在由图6中的虚线指出的溢流口156的高度下方。

另一种反应物成分(例如，水)可在坩埚110的底部处或附近引入。例如，蒸汽可经由坩埚110的底部处的入口132引入，如箭头166指出。多孔盘170可在入口132上方定位在坩埚110的底部内。穿过盘170的蒸汽将作为小气泡172柱进入坩埚内的盐浴池。例如，在一个实施例中，气泡可形成为显示出大约1/16英寸的直径。气泡172引入盐浴池中引起液位上升。携带有气泡172的上升液体柱将升高，直到其遇到溢流口156，且在气体逸出液体时经由溢流口156流入导管142。气体逸出液体且流过防溅罩152的孔口154，且穿过形成在防溅罩152与坩埚110的内表面之间的环带。最终，气体经由管筒的出口126流出，以进行进一步处理(见图2和图3)。

气泡172引入盐浴池中连同形成在下管140的导管142中的溢流口156开始了盐浴池的循环，其不断地将浴池引入新的气泡组。蒸汽(或其它反应成分气体)的小气泡172的引入将增大氧化材料与盐浴池的液体(包括残油或其它反应成分)的暴露或接触面积，且将改善化学反应(碳酸钠转换成碳酸氢钠)的效率。

如前文所述，偏流器148有助于将流过导管142的材料沿更径向的方向分散到坩埚中。此外，偏流器148还引起流过多孔盘170的蒸汽或其它反应成分向外流动，以与其它反应成分(例如，残油)混合。在没有偏流器148的情况下，在坩埚110的底部处通过入口132引入的反应成分将直接地流入流出坩埚142的底部的反应成分中，且成分的混合(且因此其反应)将小于期望。此外，在没有偏流器148的情况下，气泡将向上流过导管142，可能阻碍液体经由导管142的再循环。

盐浴池的旋转或再循环作用将引起残油(或其它反应成分)自然叠加在催化剂材料上，将其深吸入熔浴池中。考虑包括碳酸钠且具有残油和水作为引入盐浴池中的反应成分的盐浴池的实例，液体的继续移动将保持碳酸钠和氢氧化物盐(由化学反应产生)彻底混合，且将显著地降低分离的机会。

还将注意的是，由于坩埚的整个底面一直有排出的气泡(即，来自于多孔盘172)，故这将有助于防止碳固体集中在坩埚的底部处，且固体将与盐浴池不断循环，直到它们完全溶解。

参看图7-9，示出了根据本发明的一个实施例的多孔盘170。例如，多孔盘170可包括构造成使蒸汽或其它反应成分能够流过其中且形成如上文所述的多个气泡的不锈钢网或其它材料。在一个特定实施例中，多孔盘170可呈现出大约4英寸的直径、大约1/8英寸的厚度和大约0.5微英寸的孔径。当然，多孔盘170可呈现出包括不同孔径的其它构造。

多孔盘170可形成为基本中空的本体，其具有与中空本体的内部连通的入口176。如图9中所示，入口176可延伸穿过坩埚110的底部部分(例如，端盖120)，用作如上文参照图2所述的坩埚110的入口132。在另一个实施例中，入口176可与坩埚110的入口132连通和密封地联接。

在一个实施例中，多孔盘170可构造成使得盘170的上壁178为多孔的，或允许流体材料穿过。在另一个实施例中，作为顶壁178为多孔结构的补充或替代，多孔盘170的其它部分，如，侧壁180、底壁182或两者，可形成为多孔结构。盘可形成为基本延伸穿过沿基本垂直于坩埚110的纵向轴线160的方向截取的坩埚110的横截面面积。在另一个实施例中，如当盘170的侧壁180和/或底壁由多孔材料形成时，盘170可形成为在侧壁180与坩埚110的壁之间限定环带或其它空间。

尽管本发明可易于有各种改动和备选形式，但具体的实施例以实例的方式显示在附图中，且在本文中详细描述。然而，应当理解的是，本发明不旨在限于公开的具体形式。相反，本发明包括落入由以下所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有改型、等同方案和备选方案。

Claims (35)

1.一种反应器，包括：

炉；

定位成由所述炉加热的坩埚，所述坩埚限定内部空间；

至少部分地设置在内部坩埚内的下管，所述下管包括导管，所述导管具有在第一端处的入口、在第二端处的出口，以及在所述第一端与所述第二端之间形成在导管中的至少一个开口，所述出口和至少一个开口构造成为容纳在所述坩埚内的任何液体材料提供再循环通路。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述至少一个开口在其一端处渐缩。

3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述至少一个开口包括在所述导管内的、在所述第一端与所述第二端之间的多个开口。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述下管基本沿所述坩埚的纵向轴线延伸。

5.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，基本垂直于所述纵向轴线截取的所述下管的横截面面积为基本垂直于所述纵向轴线截取的所述坩埚的横截面面积的大约一半。

6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述下管还包括与所述导管联接的多个引导部件，所述多个引导部件在尺寸和位置上设置成保持所述导管基本沿所述纵向轴线。

7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括与所述坩埚联接的管筒结构，所述管筒结构具有至少一个出口和至少一个入口。

8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，导管的入口与所述管筒结构的至少一个入口处于流体连通。

9.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括定位在所述导管的第二端附近的偏流结构。

10.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述偏流器结构呈现出基本球形几何形状。

11.根据权利要求10所述的反应器，其特征在于，所述偏流器结构与所述导管的第二端间隔开，以及其中所述多个引导部件中的各个联接在所述导管与所述偏流结构之间。

12.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述坩埚还包括定位在所述导管的第二端下方的反应物入口。

13.根据权利要求12所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括定位在所述反应物入口与所述导管的第二端之间的多孔盘结构。

14.根据权利要求13所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括与所述导管联接且定位在所述至少一个开口与所述导管的第一端之间的防溅罩。

15.根据权利要求14所述的反应器，其特征在于，所述坩埚和所述下管由不锈钢材料形成。

16.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述炉包括多个有选择地控制的加热区。

17.一种气体处理系统，包括：

氧化材料供应；

烃材料供应；以及

反应器，其包括：

炉；

定位成由所述炉加热的坩埚，所述坩埚限定内部空间且在其中具有催化剂材料；

沿轴线至少部分地设置在内部坩埚内的下管，所述下管包括导管，所述导管具有第一端、第二端和在所述第一端与所述第二端之间的至少一个开口，所述第一端与所述烃材料供应源处于流体连通，所述第二端提供进入所述坩埚的内部空间的出口，且所述第二端和所述至少一个开口为所述坩埚内的催化剂材料限定再循环通路。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述催化剂材料包括盐。

19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述催化剂材料包括碳酸钠。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述烃材料供应包括残留沥青。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述坩埚还包括位于所述导管的出口下方的入口，所述入口与氧化材料源处于流体连通。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述氧化材料包括水。

23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述系统还包括定位在所述入口与所述导管之间的多孔盘结构。

24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述系统还包括在所述导管的第二端附近设置在所述多孔盘结构与所述导管之间的偏流结构。

25.一种在反应器的坩埚的内部空间中使用的下管，所述下管包括：

导管，其具有第一端和第二端，且沿轴线延伸；

在所述导管的第二端附近且联接到所述导管上的偏流结构；

在导管中形成在所述第一端与所述第二端之间的至少一个开口；以及 

与所述导管联接且从所述导管沿径向向外延伸的多个引导部件。

26.根据权利要求25所述的下管，其特征在于，所述至少一个开口包括呈现出渐缩几何形状的至少一部分。

27.根据权利要求25所述的下管，其特征在于，所述偏流结构呈现出基本球形的几何形状。

28.根据权利要求27所述的下管，其特征在于，所述下管还包括与所述导管联接且定位在所述至少一个开口与所述导管的第一端之间的防溅罩。

29.一种控制反应器内的反应的方法，所述方法包括：

在坩埚内提供盐浴池；

经由至少部分地设置在所述坩埚内的导管将烃材料引入所述盐浴池中；

在所述坩埚的底部部分处将氧化材料引入所述盐浴池中；以及

为所述盐浴池提供穿过所述导管的再循环通路。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述导管限定成具有第一端、第二端，以及其中提供再循环通路包括在所述导管中、在所述第一端与所述第二端之间提供至少一个开口。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述盐浴池的一部分流过至少一个开口而进入所述导管且经由所述导管流回。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，使所述盐浴池的一部分流过所述至少一个开口还包括使所述盐浴池的液位升高至所述至少一个开口的高度。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，使所述盐浴池的液位升高包括将所述氧化材料作为多个气泡引入所述盐浴池中。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在坩埚内提供盐浴池包括提供含有碳酸钠的盐浴池。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，将氧化材料引入所述盐浴池中包括将蒸汽引入所述盐浴池中，以及其中将烃材料引入所述盐浴池中包括在压力下将残留沥青注入所述盐浴池中。

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