本发明专利技术公开了一种用于在封存碳的同时从生物质废物生成可再生能量的技术、系统、设备和材料。在一个方面，通过反应器进行的使天然生物质废物离解成可再生源能量或碳副产物或二者的方法包括接收在厌氧反应下离解的天然生物质废物，所述天然生物质废物包含碳、氢和氧。从外部热源回收废热以加热所接收的天然生物质废物。使经加热的天然生物质废物离解以产生可再生燃料、碳副产物或二者。所述离解包括压实经加热的天然生物质废物、自内部热源生成热，和将所产生的热在压强下应用到经压实的生物质废物中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自生物质废物离解的用于运输和贮存的碳基耐用物品和可再生燃料相关申请的交叉引用本申请要求2011年8月13日提交的标题为来自生物质废物离解的用于运输和贮存的碳基耐用物品和可再生燃料(CARBON-BASED DURABLE GOODS AND RENEWABLE FUELFROM BIOMASS WASTE DISSOCIATION FOR TRANSPORTATION AND STORAGE)的美国临时专利申请61 / 523，280的优先权和权益，该美国临时专利申请通过全文引用的方式并入本文。
技术介绍
本申请涉及与来自生物质废物的碳封存(carbon sequestration)以及可再生能量生产有关的装置、技术和材料。水生植物和植物性地被物，特别是农场和森林是重要的二氧化碳收集器、无数野生生物的天然栖息地，以及从纸产品到建筑材料应用的纤维来源。因为非本土害虫的引入和温室气体加重的气候变化，已经使得森林对于瘟疫、火灾、风、洪水和干旱灾害敏感，因而几乎所有大陆上都已经发生森林的破坏。整个南美、中美和北美的森林火灾已经破坏了已被干旱和病害消弱或杀死的许多株树木。这表现出纸浆和建筑材料的巨大损失。火灾和腐烂还产生温室气体如二氧化碳和进一步危害全球大气的甲烷。最重要的是，在这些材料由于火灾、腐蚀、洪水和侵蚀而损失之前提供能够将植物性生 物质快速转化成燃料、电和有价值材料的可再生供应的实用解决方案。必然的目标是促进健康森林、作物和其他地被物的快速重新发展以及促进自预定稀化和灌木丛移除来生产燃料和封存的碳值从而改善森林状况并且防止有害火灾的传播。【附图说明】图1示出用于将含碳和氢的生物质废物快速转化成可用来生产碳基耐用物品和可再生燃料的碳和氢的有用可再生源的工艺的工艺流程图。图2示出用于将生物质废物离解成载有氢和碳的中间体的示例性系统。图3示出用于将生物质废物快速转化成可再生燃料和碳产品的系统。图4示出用于使烃和醇离解以获得碳和氢的工艺的工艺流程图。图5示出用于自甲醇生产DME的示例性工艺。图6为用于自生物质废物生产的烃和醇产生碳基耐用物品的系统的方块图。图7示出通过变压或温度吸收将产品气体如二氧化碳和一氧化碳的混合物与甲烷和/或氢气分离的系统。图8为用于分离甲醇和一氧化碳并且将所分离的甲醇通过递送泵运送到市场的系统。图9图示了用于提供生物质废料输送和压实的另一系统。图10为示出用于将来自垃圾填埋区、污水处理厂、废物处置操作以及其他甲烷源的甲烷转化成氢和碳的工艺的工艺流程图。图11为示出利用碳再利用或再循环促进氢产生的另一高效系统的图。图12为示出利用光合作用将生物质转化成可再生燃料并且封存碳的总的工艺的方块图。图13为示出利用光合作用来引发由生物质产生有价值的燃料、溶剂、化学前体和各种各样的经封存的碳产品的另一工艺的方块图。图14A和14B为示出利用太阳能向生物质转化工艺提供热的太阳能集中器的图。图15为示出用于运送自生物质废物产生的可再生能量的工艺的工艺流程图，所述生物质废物包括市政、农场和森林废物如森林砍掉的和病死的和/或死去的树。图16A为用于由有机给料(Organic Feedstock)生产可被忙存和运输的碳基的及其他耐用品和可再生燃料的工艺的工艺流程图。图16B为示出用于由有机给料生产碳基的及其他耐用品和可再生燃料的湿法(wet-process)的替代工艺流程图。图17A为示出用于由有机给料生产可被贮存和运输的碳基的及其他耐用品和可再生燃料的工艺的工艺流程图。图17B为示出用于由有机给料生产碳基的及其他耐用品和可再生燃料的包括在线过滤器的工艺的替代工艺流程图。图18为示出根据本公开的一个实施例的全球变暖解决方案的工艺流程图。图19为示出根据本公开的一个实施例的全球变暖解决方案的工艺流程图。相同附图标记和名称在不同附图中指代相同的元件。【具体实施方式】描述了用于再利用存在于生物质废物中的碳和氢来生产耐用物品和可再生燃料的技术、材料、设备和系统。所述技术、材料、设备和系统可以减少或消除有害的碳释放到环境中。例如，所述技术、设备、系统和材料可以用来由具体包括能量作物和废物的有机给料生产碳基耐用物品、可再生燃料、电、有价值的化学品、土壤营养素和材料。所述技术还可以用来重新开发已被疾病、火灾和其它有害事件破坏的森林和其他植物性地被物。
技术实现思路
披露了在封存碳的同时用于从生物质产生可再生能量如生物燃料的技术、结构、设备和材料。描述了用于有效加压的、精制的且方便递送的给料和产品如氢气、甲烷和碳以及来自生物质废物的土壤营养素的厌氧(例如热化学)生产的方法和系统，所述生物质废物包括极大量的农业和森林废物。在一个方面，通过反应器所进行的使天然生物质废物离解成可再生的能源或碳副产物或二者的方法包括接收在厌氧反应下待离解的天然生物质废物，所述天然生物质废物包含碳、氢和氧。从外部热源回收废热以加热所接收的天然生物质废物。使经加热的天然生物质废物离解以 产生可再生燃料、碳副产物或二者。所述离解包括压实经加热的天然生物质废物、自内部热源生成热，并且将所产生的热在压强下施加到经压实的生物质废物。实施方式可以任选地包括一个或多个以下特征。回收废热可以包括回收自发动机或燃料电池排出的热和自可再生能量发生器生成热中的至少之一，所述可再生能量发生器包括风能发生器、太阳能发生器、来自流水的能量发生器和地热能发生器中的至少之一。所述方法可以包括朝着用于使经压实的生物质废物离解的离解区推进经压实的生物质废物；以及从推进中的经压实的生物质废物中移除水分和空气。移除水分和空气可以包括通过受限的空间挤出经压实的生物质废物从而将水分和空气以物理方式挤出来。所述方法可以包括迫使所产生的可再生燃料、碳副产物或二者与推进中的经压实的生物质废物在逆流方向上；并且自所产生的以逆流方向行进的可再生能量或碳副产物或二者传递热。可再生燃料可以包括烃、醇、氨和氢中的至少一种。碳副产物可以包括二氧化碳、一氧化碳和碳中的至少一种。所述方法可以包括使用自生物质废物产生的碳来生产耐用物品。所述烃可以包括甲烷、丙烷、乙烷和丁烷中的至少一种。所述醇可以包括甲醇、丙醇、乙醇和丁醇中的至少一种。所述方法可以包括将所述烃分离成氢和碳。而且，所述方法可以包括使用自生物质废物产生的碳来生产耐用物品。所述天然生物质废物可以包括响应于光合作用而获得的含有碳和氢的有机材料。所述方法可以包括施加催化剂以促进包含烃的可再生能量的形成。所述催化剂可以包括铬、具有稀土成分的陶瓷、钼金属组、贵金属化(nobleized)的镍和过渡金属的金属间化合物中的至少一种。生物质废物可以包括果糖、脂类、碳水化合物、蛋白质、葡萄糖、木质素和纤维质给料中的至少一种。在另一方面，所述方法可以利用用于自生物质废料生产燃料混合物的系统来实施，所述系统 包括料斗以接收待转化成含烃的燃料混合物的天然生物质废料。逆流热交换器耦接到料斗以回收来自热源的废热并且将所回收的热提供给料斗以加热天然生物质废料。经加压且加热的反应器耦接到料斗以接收经加热的天然生物质废料并且进行不同的操作。例如，反应器包括输送机从而对经加热的天然生物质废料施加挤出作用以获得经压实的生物质废料。而且，反应器包括燃烧器从而向经压实的生物质废料传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过反应器进行的使废物离解成可再生源能量或碳副产物或二者的方法，所述方法包括：接收在厌氧反应下离解的废物，所述废物包含碳、氢和氧；从外部热源回收废热以加热所接收的废物；以及使经加热的废物离解以产生可再生燃料、碳副产物或二者，所述离解包括：压实经加热的废物，自内部热源生成热，和将所生成的热在压强下应用到经压实的废物中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.13 US 61/523,2801.一种通过反应器进行的使废物离解成可再生源能量或碳副产物或二者的方法，所述方法包括: 接收在厌氧反应下离解的废物，所述废物包含碳、氢和氧； 从外部热源回收废热以加热所接收的废物；以及 使经加热的废物离解以产生可再生燃料、碳副产物或二者，所述离解包括: 压实经加热的废物， 自内部热源生成热，和 将所生成的热在压强下应用到经压实的废物中。2.根据权利要求1所述的方法，其中回收所述废热包括以下中的至少之一: 回收自发动机排出的热，和 自可再生能量发生器生成热，所述能量发生器包括风能发生器、太阳能发生器、来自流水的能量发生器和地热能发生器中的至少之一。3.根据权利要求1所述的方法，还包括: 朝着用于使经压实的 废物离解的离解区推进所述经压实的废物；以及 从所述推进中的经压实的废物中移除水分和空气。4.根据权利要求3所述的方法，其中移除所述水分和空气包括: 通过受限的空间挤出所述经压实的废物从而将所述水分和空气以物理方式挤出。5.根据权利要求1所述的方法，还包括: 迫使所述产生的可再生燃料或碳副产物或二者与推进中的经压实的废物呈逆流方向；和 自所述产生的以逆流方向行进的可再生能量或碳副产物或二者传递热。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生燃料包括烃、醇、氨和氢中的至少一种，并且 其中所述碳副产物包括二氧化碳、一氧化碳和碳中的至少一种。7.根据权利要求6所述的方法，还包括: 利用由所述废物产生的碳来生成耐用物品。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述烃包括甲烷和乙烷中的至少一种；并且 其中所述醇包括甲醇和乙醇中的至少一种。9.根据权利要求6所述的方法，还包括: 使所述烃分离成氢和碳。10.根据权利要求6所述的方法，还包括: 利用从所述废物产生的所述碳来生成耐用物品。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述废物包括响应于光合作用获得的含有碳、氢和氧的有机材料。12.根据权利要求1所述的方法，还包括施加催化剂以促进含烃的所述可再生能量的形成。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述催化剂包括铬、具有稀土成分的陶瓷、钼金属组、贵金属化的镍和过渡金属的金属间化合物中的至少一种。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述废物包括葡萄糖、木质素和纤维质给料中的至少一种。15.一种用于使废物离解成可再生燃料或碳副产物或二者的系...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·E·麦卡利斯特，
申请(专利权)人：麦卡利斯特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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