用于太阳热气化生物质的系统和方法技术方案

用于太阳能驱动化学设备的方法、装置和系统，其可包括太阳热接收器，其具有带有内壁的腔体，其中对准所述太阳热接收器，以便从以下的一种或多种吸收会聚太阳能：1)定日镜阵列，2)聚太阳能盘，以及3)两者的任意组合。一些实施方式可以包括太阳能驱动化学反应器，其具有位于所述太阳热接收器的腔体内的多个反应器管，其中由辐射热驱动的化学反应发生在所述多个反应器管中，并且其中生物质的颗粒在同时发生的蒸汽重整和蒸汽生物质气化反应中、在蒸汽(H2O)载气和甲烷(CH4)的存在下被气化，以便利用来自所述多个反应器管中所吸收的会聚太阳能的太阳热能，产生包括氢和一氧化碳气体的反应产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式一般地涉及用于炼制生物质和其它材料的系统、方法和装置。 更具体地，本专利技术实施方式的一个方面涉及用于炼制生物质和其它材料的太阳能驱动系统、方法和装置。
技术介绍
生物质气化是一个吸热过程；必须在该过程中投入能量，以驱动其气化。通常，这通过部分氧化(燃烧)生物质本身来完成。必须消耗生物质的30%至40%来驱动该过程， 在该过程通常限制(因为效率原因)的温度下，转化通常是有限的，造成更低的产量。相比之下，所提出的太阳能驱动生物炼制设备利用外部能源(太阳能)来提供反应所需的能量， 因此不需要消耗生物质来实现转化。与之前的技术相比，这可产生显著更高的每吨生物质汽油加仑产量，因为用于驱动转化的能源是可再生并且无碳的。另外，化学反应器通常设计成在不变的条件下昼夜不停地运行。
技术实现思路
—些实施方式涉及太阳能驱动化学设备，其包括具有带有内壁的腔体的太阳热接收器，其中可对准该太阳热接收器，以便从以下的一种或多种吸收会聚太阳能1)定日镜阵列，2)聚太阳能盘，以及3)两者的任意组合。在一些实施方式中，具有多个反应器管的太阳能驱动化学反应器位于太阳热接收器的腔体内。由辐射热驱动的化学反应发生在多个反应器管中。生物质的颗粒可以在同时发生的蒸汽重整和蒸汽生物质气化反应中，在蒸汽(H2O)载气和甲烷(CH4)的存在下被气化，以便利用来自多个反应器管中所吸收的会聚太阳能的太阳热能，产生包括氢和一氧化碳气体的反应产物。在一些实施方式中，太阳能驱动反应器可位于接收器内，该接受器是将太阳辐射能转变为热能的腔体。该接收器可包括多个反应器管，所述多个反应器管允许甲烷或天然气以及蒸汽通过惰性颗粒的流化床，以引起蒸汽甲烷反应。当天然气通过流时发生甲烷反应，其中(X)2和甲烷发生干重整。另外，多个反应器可并入接收器中。附图说明附图涉及本专利技术的实施方式，其中图1说明了根据本文描述的系统和方法的实例工艺流程的实施方式的框图；图2说明了根据本文描述的系统和方法的实例多个管式反应器的实施方式的图；图3说明了根据本文描述的系统和方法的具有接收器和定日镜区域的实例太阳能塔的实施方式的图；图4说明了生物质与甲烷太阳热气化的模拟结果；图5说明了根据本文描述的系统和方法的具有气化器管的太阳热接收器的实施方式的图；图6说明了根据本文描述的系统和方法的进料系统的实施方式的框图；图7说明了根据本文描述的系统和方法的太阳能驱动生物炼制设备的实施方式的图；以及图8说明了本文描述的系统和方法的实施方式的流程图。尽管本专利技术可具有各种修改和可选形式，但其具体实施方式已通过实例在图中示出并将在此进行详细描述。本专利技术应该被理解为不限于所公开的特定形式，而相反地，本专利技术覆盖了落入本专利技术精神和范围的所有修改、等同物和可选方案。详细讨论在以下的描述中，列举了很多具体细节，例如具体数据信号、命名的组件、连接、反应器管数等的实例，以提供本专利技术的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说，没有这些具体细节，本专利技术也可实施，这将是显而易见的。在其它情况，没有详细描述熟知的组件或方法，而只是在框图中对其进行描述，以避免不必要地混淆本专利技术。此外，可做出具体的数字提及，例如第一反应器管。然而，具体的数字提及不应被解释为字面上的连续顺序，而应被解释为第一反应器管是不同于第二反应器管的。因此，列举的具体细节仅仅是示例性的。该具体细节可变化自本专利技术精神和范围，并且仍被认为在本专利技术精神和范围内。术语“连接的”(coupled)被定义为直接连接至该组件或通过另一组件间接与该组件相连接的意思。在一些实施方式中，太阳能驱动化学反应器可具有位于太阳热接收器腔体内的多个反应器管。在腔体内，化学反应可由辐射热驱动。该反应可发生在多个反应器管中。另外，生物质的颗粒可在同时发生的蒸汽重整和蒸汽生物质气化反应中，在蒸汽(H2O)载气和甲烷(CH4)的存在下被气化。可利用来自多个反应器管中所吸收的会聚太阳能的太阳热能， 产生包括氢和一氧化碳气体的反应产物。在一些实施方式中，太阳能驱动反应器位于接收器内，该接受器是将太阳辐射能转变为热能的腔体。该接收器可包括多个反应器管，所述多个反应器管允许甲烷或天然气以及蒸汽通过惰性颗粒的流化床，以引起蒸汽甲烷反应。当天然气通过流时发生甲烷反应， 其中(X)2和甲烷发生干重整。图1说明了根据本文描述的系统和方法的实例工艺流程的框图。一些实施方式包括了太阳能驱动生物质气化为液体燃料/电的过程。该过程也可包括用于太阳能产生的合成气衍生产物或其它相似技术过程的生产、化学加工或生物焦炭。在具体实例实施中，所描述过程为太阳能驱动生物质气化为“绿色”液体燃料的过程。在一个实施方式中，该过程包括以下过程步骤的一个或多个。生物质研磨或致密化、运输和卸载100可为全部过程的一部分。可通过压实机使生物质捆包压缩和致密化，以便于通过由双压缩实现的致密化原位运输。将捆包的大小形成为可例如符合标准箱车尺寸或符合标准压实机尺寸。夹带流生物质进料系统前面可为装备有机械切割设备和颗粒分选器的研磨系统，例如多孔筛或旋风器，以控制颗粒的大小。研磨系统具有机械切割设备例如螺杆，和具有微米大小的孔/筛直径大小的孔的过滤器组， 以控制颗粒大小。机械螺杆和过滤器组协作以研磨和粉碎原料生物质成为颗粒，到达过滤器的微米大小的孔，随后将生物质的颗粒送入太阳能驱动化学反应器并在太阳能驱动化学反应器中气化。在一个实施方式中，生物质可为非食品原料生物质。在其它情况下，也可加工食品原料生物质或两者的结合。在102，生物质可被储存。根据需要，生物质可被送入104本申请的实例系统或装置。例如，在研磨和粉碎生物质成为颗粒后，可将生物质的颗粒送入太阳能驱动化学反应器并在太阳能驱动化学反应器中气化。两条或多条进料线供应具有平均最小尺寸大小在50 微米(ym)和2000ym之间的生物质颗粒至化学反应器。夹带气体生物质进料系统用夹带载气将以颗粒进料的各种生物质源移动进入太阳能驱动化学反应器。太阳接收器和气化器106可用于粉碎生物质。生物质气化器设计和运行的例子可包括太阳能化学反应器和太阳能接收器，以生成合成气组分。可以从生物质气化器106提供淬火、气体清除和灰分去除108。一些非试验性 (non-pilot)合成气可离开系统112。一些气体可为废产物，而其它气体可被压缩114然后进行储存118或例如进行甲醇合成116。随后甲醇可被储存120，用于以后甲醇到汽油的转化 122。在一些实施方式中，可以使用原位燃料合成反应器，其与化学反应器在地理上位于相同的位置，并且将其一体化以接收来自气化反应的氢和一氧化碳产物。另外，原位燃料合成反应器具有入口以接收氢和一氧化碳产物并在烃燃料合成过程中使用它们，以产生液体烃燃料。将原位燃料合成反应器通过距离通常小于15英里的管线与设备设施的剩余部分相连接。原位燃料合成反应器可向控制系统供应不同的反馈参数和其它要求。例如，原位燃料合成反应器可要求控制系统改变淬火产生的合成气的H2与CO的比率，并且设备的气体清除部件和控制系统也将这样工作。在不同的实施方式中，合成气体可被供应至另一技术应用。实例包括至其它化学转化过程的合成气。产生的其它化学品或多种化学品可包括液化燃料例如运输液化燃料。 在基于烃的燃料的实例中，甲醇11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：W·西蒙斯，C·普尔金斯，Z·约凡诺维克，
申请(专利权)人：三照普燃料公司，
类型：发明
国别省市：