与在不连续增加的温度下从生物质分解产生挥发性气体流的系统结合的多个催化处理台。基于输入原料和所需的输出，可以编程这些催化处理台以最大程度地将生物质转化成有用的可再生燃料组分。本发明专利技术通常涉及用于制造可再生燃料的系统，并且更特别地涉及利用可编程系统通过一系列的催化剂将生物质热化学转化成可再生燃料和其它有用的化合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请引用 本申请是在2012年1月30日提交的美国专利申请第13/361,828号（现在的美 国专利第8,383, 049号）的部分连续，美国专利申请第13/361,828号是在2011年3月24 日提交的美国专利申请第13/071，038号（现在的美国专利申请第8, 137, 628号）的连续， 其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术通常涉及用于制造可再生燃料的系统，并且更特别地涉及利用可编程系统 通过一系列的催化剂将生物质热化学转化成可再生燃料和其它有用的化合物，包括汽油和 柴油。
技术介绍
随着世界继续通过其珍贵的化石燃料资源来运行，其将被迫转向其他能源。目前 的全球目标包括低廉和快速地获取能量。古往今来，人类已经转向生物质以通过燃烧木材 和其他生物质来提供热方面的能量。这本质上是一种非常低效的过程。通过引入可编程性 可以使得燃烧更有效。其类似于将计算机引入到需要进行加热的建筑物。为了只有当人出 现时才加热该建筑物，在该建筑物中放置传感器以便当传感器检测到人时发动加热器。这 是可编程系统的一个实例。类似地，可以引入可编程系统用于化学键断裂，导致生物质高效 转化成更高附加值产品，其中，只有最小数目的键断裂，并因此，断裂这些键耗费最小量的 能量。 键断裂和形成是生物质转化为工业上有用的产品（如汽油和柴油）的基本方 面。已经开发了各种形式的实验室和小规模商用生物质热解器以通过范围从木肩到污水污 泥的生物材料的控制热解生成有用的化学产品。尽管一些热解器仅仅集中于生产合成气 (syngas)(有时也称为合成气（synthesis gas))，但是在通常得到称为生物油或热解油的 浓缩液的温和热解条件的发展中有相当大的努力。已经在实验室水平上开发了许多形式的 热解器以产生这些统称为生物油或热解油的中间化合物。配置包括其中生物质在陶瓷船中 烘烤的简单管式炉、其中木材依靠热表面摩擦的烧蚀热解器、其中生物质与热砂混合的各 种形式的流化床热解器和基于早期焦化炉设计的各种更简单的配置。 所得热解油的基本问题在于其由数百到数千种化合物组成，这是使原料生物质大 批经历宽范围的温度、时间和压力分布的结果。当该过程由于原始生物原料中的成千上万 的主要生物化合物变得复杂时，结果是几乎难以处理的一批全部混合在一起的所得化合 物。这样的方法得到的热解油通常不是热力学稳定的。它们包含由有机酸和碱催化的活性 含氧自由基，从而使得这些油通常历时几天从浅色液体演变成深色混合物，该混合物中夹 带着焦油和树脂物质。另外，尝试重新气化热解油通常会导致额外的化学反应，其在得到的 气体流中产生额外的生物炭和向较低分子量组分的转移。虽然可以在实验室规模的试验中 实现热解油的相当高的产率，较大工业规模的示范项目通常会产生低得多的产率。据推测 这是由于如此放大的架构的大得多的加热的三维体积内更宽范围的温度、保持时间和局部 压力。 向催化体系引进可编程的适应性的先前努力包括建立几个类似于微处理器总线 的并联的反应器以研究催化气体反应的Gehrer设计。（Journal of Physics E:Scientific Instruments 18 (1985) 836)。Dales等人的美国专利6548026和Saf ir等人的美国专 利6994827公开了能够控制容器搅拌速度、温度和压力的可编程并联反应器。另外， Garcia-Perez等人的美国专利申请2010/0223839公开了加热生物质至第一温度，其目的 是提高在生物质热解产物的油部分中发展的后续脱水糖含量。目的是为了提高用于后续乙 醇生产的油部分的发酵能力。这是用于生物质转化的稍微有点可编程系统的实例。
技术实现思路
本专利技术的实施方案提供用于将生物质转化为可再生燃料的系统和方法。可再生燃 料的意思是衍生自生物质且可用于运输或其他目的的任何可燃燃料，包括例如汽油、柴油、 喷气燃料或其他有用的燃料掺合物（如苯、甲苯和二甲苯的掺合物（BTX))的这样的燃料。 在一个实施方案中，所述系统包括含可编程的多个处理台（N)和大量催化剂，用于使在这 些台中的生物质经受可编程温度（I fete)的装置，用于使单个处理台温度增加可编程的增量 (ΔΤ)以产生挥发性和不挥发性组分的装置，用于使不挥发性组分的温度增加△ T以进一 步产生额外的挥发性和不挥发性组分的装置，和用于使在各台中产生的挥发性组分经受通 过选自脱水催化剂、芳构化催化剂、气体改质催化剂（gas-upgrading catalyst)组的一系 列催化剂以产生至少一种可再生燃料的装置。 本专利技术的一些实施方案涉及用于创建可编程工艺的系统和方法，在所述可编程工 艺中来自生物质分解的化合物被送到不同的催化剂链以产生含有可再生燃料和其他增值 产品的产物。 本专利技术的进一步的实施方案针对一种用于生物质热解产物转化的高效系统。 另外的实施方案针对一种取决于生物质的脱挥发份作用的温度、用于从用于转化 成汽油或柴油的生物质中提取最大量能量的工艺。 本专利技术的另一个实施方案涉及一种取决于特定温度下平衡催化剂输出的负载、用 于从用于转化成的汽油或柴油的生物质中提取最大量的能量的工艺。 本专利技术的一些实施方案涉及用于将生物质转化成可再生燃料的系统，其包括：用 于使生物质经受至少一个可编程起始温度（T fete)和用于将所述温度增加可编程的增量 (ΔΤ)以产生挥发性和不挥发性组分的可编程的多个处理台（N)、一系列催化剂柱、用于使 在各台中产生的挥发性组分经受通过所述系列催化剂柱以产生至少一种可再生燃料的装 置、氢化处理催化剂和用于使至少一种可再生燃料经受氢化处理催化剂以产生至少一种氢 化处理的可再生燃料的装置。 本专利技术的一些实施方案涉及用于将生物质转化成可再生燃料的系统，其包括：用 于使生物质经受至少一个可编程起始温度（T fete)和用于将所述温度增加可编程的增量 (ΔΤ)以产生挥发性和不挥发性组分的可编程的多个处理台（N);-系列催化剂柱；用于使 在各台中产生的挥发性组分经受通过所述系列催化剂柱以产生至少一种可再生燃料的装 置；合成气转化催化剂；和甲醇/二甲醚合成催化剂；其中共溶剂添加至挥发性组分中或添 加至至少一个处理台中，其中所述溶剂选自由醇、醛、酮、醚、羧酸和烃组成的组，且其中所 述共溶剂通过使用合成气转化催化剂的以产生合成气的不挥发性组分的处理和使用甲醇/ 二甲醚合成催化剂的部分合成气的后续处理产生。 本专利技术的一些实施方案涉及用于将生物质转化成可再生燃料的系统，其包括：用 于使生物质经受至少一个可编程起始温度（Tfete)和用于将所述温度增加可编程的增量 (ΔΤ)以产生挥发性和不挥发性组分的可编程的多个处理台（N);-系列催化剂柱；用于使 在各台中产生的挥发性组分经受通过所述系列催化剂柱以产生至少一种可再生燃料的装 置；合成气转化催化剂；和Fischer-Tropsch催化剂；其中所述合成气转化催化剂用于将部 分不挥发性组分转化为合成气，且其中结果是合成气的一部分经受Fischer-Tropsch催化 剂以产生合成石蜡煤油。 从以下结合附图作出的详细描述中本专利技术的其他特征和方面将变得明显，附图举 例说明了，根据本专利技术的实施方案的特征。该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将生物质转化为可再生燃料的系统，包含：用于使生物质经受至少一个可编程起始温度(T起始)和用于将所述温度增加可编程的增量(ΔT)以产生挥发性和不挥发性组分的可编程的多个处理台(N)；一系列催化剂柱；用于使在各台中产生的挥发性组分经受通过所述系列催化剂柱以产生至少一种可再生燃料的装置；氢化处理催化剂；和用于使至少一种可再生燃料经受氢化处理催化剂以产生至少一种氢化处理的可再生燃料的装置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·C·崔奇，拉哈斯赫哈拉姆·马尔亚拉，
申请(专利权)人：酷星能源系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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