JP2011522903A - 炭化水素燃料製造プロセス及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本出願は、2008年4月23日出願の米国特許出願番号第12/108,438号の発明の名称「製造プロセス、システム、方法及び装置」の優先権を主張するものである。上記出願は、ここに言及することによってその全文が本出願に組み込まれる。
Claims (99)
- 炭化水素燃料を形成するために炭素系材料を触媒液体媒質に曝すことを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭素系材料は、セルロースからなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記液体媒質は、ゼオライト触媒からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記液体媒質は、消石灰からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記液体媒質は、石油系材料からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項5に記載の製造プロセスにおいて、前記石油系材料は、少なくとも370℃の沸点を有することを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭素系材料は、水素からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭素系材料は、綿毛類からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭化水素燃料は、非凝縮性ガスからなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭化水素燃料は、灯油からなることを特徴とする製造プロセス。
- 請求項1に記載の製造プロセスにおいて、前記炭化水素燃料は、ディーゼル燃料からなることを特徴とする製造プロセス。
- 廃棄物から燃料への変換プロセスであって、
低水分炭素系廃棄物材料を供給することと、
反応炉内部の略無酸素雰囲気中で廃棄物材料を触媒液体反応媒質に曝すことと、
反応炉から気体炭化水素燃料を回収することと、
を具備することを特徴とする変換プロセス。 - 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記炭素系廃棄物材料は、水分を16重量%未満含有することを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記廃棄物材料は、バイオマスからなることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記曝すことは、液体反応媒質の上方に略無酸素雰囲気を供給することと、前記雰囲気を通して前記反応媒質の中に廃棄物材料を供給することと、からなることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項15に記載の変換プロセスにおいて、前記液体反応媒質は、前記曝すことの間、少なくとも約310℃の温度に維持されることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記曝すことの間、前記液体反応媒質は攪拌されることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項17に記載の変換プロセスにおいて、前記攪拌は、機械的攪拌からなることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記気体炭化水素燃料は、C−1からC−25までの炭素鎖の長さの範囲である炭化水素化合物からなることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記雰囲気は、N2からなることを特徴とする変換プロセス。
- 請求項12に記載の変換プロセスにおいて、前記廃棄物材料は、前記曝すことの間、不活性ガスで浄化したエアロックを介して反応媒質へ供給されることを特徴とする変換プロセス。
- 廃棄物を燃料に変換するように構成される廃棄物材料処理反応炉であって、
下端部分から上端部分まで容器の壁に沿って延在する略柱状容器と、
前記容器の上端部分内の炭素系廃棄物材料を受けるように構成される開口と、
前記容器の下端部分から上端部分に延在する液体媒質導管であって、反応炉の下端部分内から反応炉の上端部分へ液体媒質を循環させるように構成される導管と、
を具備することを特徴とする反応炉。 - 請求項22に記載の反応炉において、前記容器は、主として炭素鋼材で構成されることを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉であって、さらに、前記開口に連結される雰囲気交換コンベヤを有し、前記交換コンベヤは、反応炉内部で廃棄物材料に関連する酸素を含む雰囲気を略無酸素雰囲気と交換するように構成されることを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉において、前記開口は、攪拌装置を受けるようにも構成されることを特徴とする反応炉。
- 請求項25に記載の反応炉において、前記攪拌装置は、容器内部で容器基部近傍まで延在する機械的攪拌装置からなることを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉であって、さらに、反応炉に連結されて前記容器の内部と液体連通する炭化水素燃料回収導管を有することを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉において、前記液体媒質導管は、反応炉外部の容器壁に沿って延在することを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉において、前記液体媒質導管は、熱交換器に連結されることを特徴とする反応炉。
- 請求項22に記載の反応炉であって、さらに、容器の内部で上端部分の周りに配置される複数のノズルを有し、前記ノズルは、液体媒質導管と流体連通し、また容器内部へ液体媒質を供給するように構成されることを特徴とする反応炉。
- 請求項30に記載の反応炉において、前記ノズルは、容器上端部分の開口の周りに境界線を形成し、また、ノズルは液体媒質が容器内に入ると廃棄物材料の移動と略同じ方向に液体媒質を供給するように構成されることを特徴とする反応炉。
- 廃棄物から燃料へのプロセスであって、
炭化水素燃料混合物を形成するために固体炭素系材料を液体反応媒質に曝すことであって、前記燃料混合物は、非凝縮性炭化水素燃料と凝縮性炭化水素燃料を有する、晒すことと、
凝縮性炭化水素燃料から非凝縮性炭化水素燃料を分離することと、
を具備することを特徴とするプロセス。 - 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記液体反応媒質は、前記燃料混合物の沸点よりさらに高い沸点を有することを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記固体炭素系材料を前記液体反応媒質に曝すと、燃料混合物の少なくとも一部分が形成されることを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記液体反応媒質は、略無酸素雰囲気で覆われており、前記曝されると、燃料混合物は、前記雰囲気の少なくとも一部分を構成することを特徴とするプロセス。
- 請求項35に記載のプロセスにおいて、前記雰囲気の前記部分は、非凝縮性及び凝縮性燃料から分離されることを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記分離することは、前記燃料混合物を蒸留することを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記非凝縮性燃料は、C−1からC−4の炭化水素化合物からなることを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記非凝縮性燃料は、CO及びH2からなることを特徴とするプロセス。
- 請求項32に記載のプロセスにおいて、前記凝縮性燃料は、5を超える炭素原子を有する炭化水素化合物からなることを特徴とするプロセス。
- 発電プロセスであって、
気化した炭化水素燃料を形成するために固体の炭素系材料を液体反応媒質に曝すことと、
前記気化した炭化水素燃料を燃焼タービンに供給して発電することと、
を具備することを特徴とする発電プロセス。 - 請求項41に記載の発電プロセスにおいて、前記気化した炭化水素燃料は、C−1からC−4の化合物からなることを特徴とする発電プロセス。
- 請求項41に記載の発電プロセスにおいて、前記曝すことは、さらに、前記材料を略無酸素雰囲気に曝すことを特徴とする発電プロセス。
- 請求項43に記載の発電プロセスにおいて、前記供給することは、
前記気化した炭化水素燃料及び前記雰囲気からなる混合物を生成することと、
前記燃料の相当量を前記雰囲気から分離することと、
前記燃料を燃焼タービンへ供給することと、
を具備することを特徴とする発電プロセス。 - 請求項44に記載の発電プロセスにおいて、前記分離することは、前記混合物を蒸留することを特徴とする発電プロセス。
- 請求項41に記載の発電プロセスにおいて、前記気化した炭化水素燃料は、燃焼タービンへ供給されると、略窒素及び水を含まないことを特徴とする発電プロセス。
- 請求項41に記載の発電プロセスにおいて、前記燃焼タービンは、少なくとも1000kWの電気を供給するように構成されることを特徴とする発電プロセス。
- 請求項41に記載の発電プロセスにおいて、前記気化した炭化水素燃料を形成することは、さらに、凝縮性炭化水素燃料から非凝縮性炭化水素燃料を分離することを特徴とする発電プロセス。
- 燃焼タービン排気装置において、
入口部分から出口部分まである平面に沿って延在する略柱状のハウジングと、
前記ハウジング内部で平面に沿って平行に延在する略柱状の排気シュートであって、前記排気シュートはハウジングの壁から引き込み、前記排気シュート及びハウジングは、装置内部のシュートとハウジングの間のスペースを画定する、排気シュートと、
前記スペース内部で平面に沿って延在する複数の加熱流体導管と、
を具備することを特徴とする排気装置。 - 請求項49に記載の排気装置において、前記ハウジングの入口部分にダンパが結合され、前記ダンパは、シュートとスペースの間でタービンからの排気の流れを操作するように構成されることを特徴とする排気装置。
- 請求項50に記載の排気装置において、前記ダンパは、前記装置近傍にヒンジ止めされることを特徴とする排気装置。
- 請求項49に記載の排気装置において、前記複数の加熱流体導管は、個別の導管のグループからなることを特徴とする排気装置。
- 請求項52に記載の排気装置において、前記導管のグループは、前記スペースの内部で前記シュートとハウジングの間に延在するチャンネル内部に少なくとも2本の導管を備えることを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、前記チャンネルは、前記ハウジングとシュートの間で略垂直に延在するチャンネルの壁によって画定されることを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、前記チャンネルは、前記入口及び出口部分の間のスペース内部で、前記シュート及びハウジングの壁に略平行に延在するチャンネルの壁によって画定されることを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、前記チャンネルの各々は、前記装置の前記入口及び出口部分の間に延在する連続するある容積を画定することを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、前記グループは、前記シュートの周りに分散することを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、一断面で、前記グループは、前記シュートの周りに均等に分散することを特徴とする排気装置。
- 請求項53に記載の排気装置において、前記グループと前記スペースの間にバッフルが延在することを特徴とする排気装置。
- 燃料生成プロセスにおいて、
固体炭素系材料を液体反応媒質に曝して炭化水素燃料の混合物を形成することと、
前記燃料を少なくとも第1の部分と第2の部分の2つの部分に分離することと、
前記第1の部分を燃焼タービンに供給して発電することと、
前記第2の部分を燃料として使用するために貯蔵することと、
を具備することを特徴とする燃料生成プロセス。 - 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記曝すことは、略乾燥した炭素系材料を、液体反応媒質を収容した略無酸素反応ゾーンへ供給することを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項61に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記反応ゾーンは、ゼオライト触媒を収容するものであり、前記曝すことは、さらに、前記媒質の存在下で前記材料を前記触媒に曝すことを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項61に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記反応ゾーンは、石灰を収容するものであり、前記曝すことは、さらに、前記媒質の存在下で前記材料を前記触媒に曝すことを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記第1の部分は、非凝縮性炭化水素からなり、前記第2の部分は、凝縮性炭化水素からなることを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記第1の部分は、非凝縮性炭化水素及び灯油からなり、前記第2の部分は、ディーゼル燃料からなることを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記第1の部分を燃焼タービンへ供給することは、前記第1の部分を気化させることを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記液体反応媒質は、熱移送流体と共に加熱され、また前記供給することは、さらに、発電すること並びに前記燃焼タービンから排気することからなり、前記排気は、前記熱移送流体を加熱するのに用いられることを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項60に記載の燃料生成プロセスにおいて、前記第1の部分は、灯油からなり、前記第2の部分は、ディーゼル燃料からなることを特徴とする燃料生成プロセス。
- 請求項68に記載の燃料生成プロセスにおいて、分離することは、前記混合物を蒸留して複数の部分に分離することを特徴とする燃料生成プロセス。
- 燃料生成システムにおいて、
液体反応媒質を収容しまた固体炭素系材料を受けるように構成される反応炉と、
前記反応炉に連結されて該反応炉から気体炭素系燃料を受けるように構成される蒸留装置と、
前記蒸留装置に連結されまた該蒸留装置から留出物部分を受けるように構成される燃焼タービンと、
を具備することを特徴とする燃料生成システム。 - 請求項70に記載の燃料生成システムであって、さらに、前記反応炉に結合されるコンベヤ装置からなり、前記コンベヤ装置は、材料を前記装置の受入れ部分へ搬送するように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムであって、さらに、前記反応炉に連結される熱交換器からなり、前記熱交換器は、熱交換器流体から熱を供給することによって前記液体反応媒質を加熱するように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項72に記載の燃料生成システムにおいて、前記熱交換器は、前記燃焼タービンに連結されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項73に記載の燃料生成システムにおいて、前記熱交換器の前記熱交換器流体の少なくとも一部分は、前記燃焼タービンの排気装置内部で循環することを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムにおいて、前記反応炉は、前記液体反応媒質を循環させるように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項75に記載の燃料生成システムにおいて、導管は、流体ポンプからなり、前記導管は、さらに、前記流体の略全部を前記導管内部に維持している間、前記流体ポンプを前記導管から取り外させるように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項75に記載の燃料生成システムにおいて、導管は、前記循環中に前記媒質の一部分を取り除くことができるように構成されるアクセス部を画定することを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項77に記載の燃料生成システムであって、さらに、前記アクセス部と流体連通する圧搾ろ過器を有することを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置は、前記装置から気体化合物を受けるように構成される少なくとも1つのコンデンサからなることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置は、複数の連続コンデンサ/デカンタ装置からなり、前記コンデンサ/デカンタ装置は、前記蒸留装置から気体化合物を受けて前記蒸留装置へ液体化合物を戻すように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置は、デミスタに連結されるコンデンサからなり、前記デミスタは、前記コンデンサから受けた気体化合物の曇りを取るように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項81に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置は、燃焼タービンに連結されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項82に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置と燃焼タービンの間にコンデンサが並べられることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項70に記載の燃料生成システムにおいて、前記蒸留装置は、凝縮性炭化水素燃料を複数の部分に分離するように構成されることを特徴とする燃料生成システム。
- 請求項84に記載の燃料生成システムにおいて、前記複数の部分は、灯油及び/又はディーゼル燃料からなることを特徴とする燃料生成システム。
- 反応媒質導管において、反応媒質ポンプに連結され、また前記導管の前記ポンプ近傍の一部分は、冷媒材料を受けるように構成されるある容積を画定するジャケットからなる反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記導管及びポンプは、反応媒質を移送するように構成され、前記反応媒質は、工業品等級の高分子量油からなることを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記導管は、少なくとも2.54cmの内径を有することを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記導管及びポンプは、工業品等級の反応炉からの反応媒質を移送するように構成されることを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記導管及びポンプは、工業品等級の熱交換器へ反応媒質を移送するように構成されることを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記導管は、前記ポンプの入口及び出口部分から延び、前記ジャケットは、前記ポンプの出口又は入口部分近傍にあることを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、導管は、前記ポンプの入口及び出口部分から延び、これらの部分は、共にジャケットからなることを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記ジャケットは、前記導管の前記部分の全周囲を取り囲む連続するある容積を画定することを特徴とする反応媒質導管。
- 請求項86に記載の反応媒質導管において、前記冷媒材料は、液体窒素からなることを特徴とする反応媒質導管。
- 反応媒質を収容する入口導管及び出口導管の双方に連結される反応媒質ポンプを保守するためのプロセスにおいて、
ポンプ近傍且つ入口及び出口各導管内部の反応媒質の部分を少なくとも部分的に固体化することと、
反応媒質の大部分を導管内部に保持したまま、ポンプの少なくとも一部分を各導管の何れか一方から切り離すことと、
を具備することを特徴とするプロセス。 - 請求項95に記載のプロセスにおいて、前記入口導管は、工業品等級の反応炉に連結されることを特徴とするプロセス。
- 請求項95に記載のプロセスにおいて、前記出口導管は、工業品等級の熱交換器に連結されることを特徴とするプロセス。
- 請求項95に記載のプロセスにおいて、前記部分的に固体化することは、入口及び出口導管の至近位置に冷媒を供給することを特徴とするプロセス。
- 請求項95に記載のプロセスにおいて、前記反応媒質は、工業品等級のオイルからなることを特徴とするプロセス。
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