The present disclosure describes systems and methods for using pyrolysis tail gas as an additional hydrogen source to be used in pyrolysis reactions. The tail gas is separated from the pyrolysis product, and part of the tail gas is converted to formic acid (HCOOH). Then formic acid is injected into the pyrolysis reactor, in which formic acid becomes the donor of two monohydrogen atoms, and finally into CO under reaction conditions
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过转化成甲酸来再循环热解尾气的方法和系统相关申请的交叉引用本申请作为PCT申请于2018年3月23日提交，并且要求于2017年3月24日提交的标题为“MethodandSystemforRecyclingPyrolysisTailGasthroughConversionintoFormicAcid”的美国临时专利申请第62/476,264号的优先权的权益，该申请据此通过引用并入本文。引言热解指的是在不存在氧的情况下在升高的温度，有机材料的热化学分解。煤和其他生物质原料的热解已经被用于生成烃产物。通过在热解期间提供另外的氢，可以获得比以其他方式产生的更高价值的烃产物。例如，为了从煤热解中制备‘较轻’的油，氢需要以单原子形式(相对于双原子H2分子)可获得，以便能够被转移至经由热裂解产生的热解自由基。现有方法利用四氢化萘(tetralin)(萘的氢化形式)以在热解期间提供另外的氢。四氢化萘在煤中以高的量混合(按质量计，至少一份四氢化萘对应于一份煤)。脱氢的四氢化萘(萘)通常被再循环和再氢化。该工艺是昂贵的，并且是煤液化的商业成功的障碍。四氢化萘和萘对于人类和环境也具有毒理学问题。附图简述构成本申请的一部分的以下附图图示出了所描述的技术，并且不意味着以任何方式限制如所要求保护的本专利技术的范围，该范围应基于所附的权利要求。图1以高水平图示出了从热解反应的尾气中生成供体氢的热解方法的的简化的实施方案。图2图示出了使用在sCO2气氛中热解的煤的图1的热解方法的更详细的实施方案。图3是实...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n热解原料以生成热解反应产物，所述热解反应产物包括来自所述原料的至少一些尾气；/n从所述反应产物中将所述至少一些尾气和二氧化碳的一部分分离成分离的尾气，其中所述分离的尾气包括所述尾气的一种或更多种组分；/n将所述分离的尾气和二氧化碳中的至少一些转化为甲酸；/n将所述甲酸中的至少一些注入到热解反应中。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/476,2641.一种方法，包括：
热解原料以生成热解反应产物，所述热解反应产物包括来自所述原料的至少一些尾气；
从所述反应产物中将所述至少一些尾气和二氧化碳的一部分分离成分离的尾气，其中所述分离的尾气包括所述尾气的一种或更多种组分；
将所述分离的尾气和二氧化碳中的至少一些转化为甲酸；
将所述甲酸中的至少一些注入到热解反应中。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
从所述反应产物中分离甲烷和二氧化碳的流；以及
将分离的甲烷和二氧化碳中的至少一些转化为甲酸。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述热解使用超临界二氧化碳在从150℃-600℃的第一温度和从7MPa-12MPa的第一压力进行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述原料选自烟煤、次烟煤、褐煤和无烟煤。
5.一种热解煤的方法，包括：
在二氧化碳气氛中，在反应器中，在二氧化碳处于超临界状态的温度和压力热解煤，以生成包括至少一些甲烷的反应产物；
从所述反应器中移除超临界二氧化碳和反应产物中的至少一些；
从移除的超临界二氧化碳和反应产物中分离至少一些甲烷和二氧化碳，以生成包括至少甲烷和二氧化碳的第一流；
干重整所述第一流的至少一部分以生成包括至少氢气和一氧化碳的第二流；
将所述第二流的至少一部分转化为包括氢气和二氧化碳的第三流；
经由甲酸生成反应将所述第三流的至少一部分转化为甲酸；以及
将生成的甲酸中的至少一些注入到热解反应中。
6.如权利要求5所述的方法，其中从所述移除的超临界二氧化碳和反应产物中分离至少一些甲烷和二氧化碳包括降低所述二氧化碳的温度、压力或两者。
7.如权利要求5所述的方法，其中注入所述生成的甲酸包括将所述甲酸注入到所述反应器中。
8.如权利要求5所述的方法，其中将所述第二流的至少一部分转化为包括氢气和二氧化碳的第三流还包括：
使用水煤气变换反应以将所述第二流的至少一部分转化为包括氢气和二氧化碳的第三流；以及
其中所述干重整、所述水煤气变换反应和所述甲酸生成反应中的至少一个在所述二氧化碳处于所述超临界状态的温度和压力进行。
9.如权利要求5-8中任一项所述的方法，其中所述干重整、所述水煤气变换反应和所述甲酸生成反应在所述二氧化碳处于所述超临界状态的温度和压力进行。
10.一种用于热解煤的系统，包括：
至少一个反应室，所述至少一个反应室能够在超临界二氧化碳气氛中热解煤；
分离系统，所述分离系统被配置成在所述煤的热解之后从所述反应室中接收所述超临界二氧化碳气氛，从二氧化碳中冷凝反应产物并且生成尾气和二氧化碳流；
干重整系统，所述干重整系统被配置成将所述尾气和二氧化碳流重整成含有合成气的第一流；
水煤气变换反应器，所述水煤气变换反应器被配置成将所述第一流中的至少一些转化为含有二氧化碳和氢气的第二流；
甲酸生产单元，所述甲酸生产单元被配置成将所述第二流中的至少一些转化为含有甲酸的第三流；以及
注入系统，所述注入系统被配置成将所述甲酸注入到所述至少一个反应室中。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述反应室能够将所述煤加热至足以生成至少一些包括甲烷的反应产物的温度。
12.如权利要求10或11所述的系统，还包括：
向所述反应室提供热能的热源。
13.如权利要求12所述的系统，还包括：
向所述反应室提供热能的核反应堆。
14.如权利要求10或11中任一项所述的系统，还包括：
在将所述二氧化碳注入到所述反应室中之前向所述二氧化碳提供热能的热源。
15.如权利要求10或11中任一项所述的系统，还包括：
在将所述二氧化碳注入至所述反应室中之前向所述二氧化碳提供热能的核反应堆。
16.如权利要求10或11中任一项所述的系统，其中所述反应室能够将所述二氧化碳加热至超临界状态。
17.如权利要求10或11中任一项所述的系统，还包括：
控制二氧化碳从所述反应室流向所述分离系统的流量的阀。
18.如权利要求10或11中任一项所述的系统，其中所述分离系统包括挥发性气体分离系统。
19.一种用于热解煤的系统，包括：
至少一个反应室，所述至少一个反应室能够在超临界二氧化碳气氛中热解煤以形成反应产物；
甲酸生成系统，所述甲酸生成系统被配置成将至少一些所述反应产物转化为甲酸；以及
注入系统，所述注入系统被配置成将所述甲酸注入到所述至少一个反应室...
【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽尔·加西亚佩雷斯，乔舒亚·C·沃尔特，
申请(专利权)人：泰拉能源公司，华盛顿州立大学，
类型：发明
国别省市：美国;US
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