使用热化学再生的碳回收和再投资制造技术

本发明专利技术公开了用于二氧化碳向可再生液体燃料的再生或回收的技术、系统、装置和材料。在一方面，一种回收碳以产生可再生燃料的方法可包括收获从工业过程排放的二氧化碳。生物质废物在厌氧反应下离解而产生氢。经收获的二氧化碳与生物质废物产生的氢在压力和热量下反应以生成可再生燃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及与二氧化碳向液体燃料的热化学再生相关的设备、技术和材料。
技术介绍
工业革命已产生了基础设施、机械设备、装置和通讯系统，而刺激了文明的七十亿人类每年燃烧超过一百万年的煤、油、天然气和页岩积累。工业革命的全球规模的参与已产生了如下相关问题有限的资源消耗和经济膨胀；由于由空气、水和土壤污染所引发或恶化的疾病所导致的生产力的损失；采用长期业绩所需的职业道德的信心的缺乏；以及通过释放甲烷和其他温室气体(其来自以前的冻土、熔化的流冰群以及在洋底、江、湖和河边区域上的沉积物中的厌氧过程)而威胁要引起更严重的气候变化的全球变暖。
技术实现思路
本专利技术公开了用于将二氧化碳向液体燃料热化学再利用、回收或再投资的技术、系统、装置和材料。在一方面，一种回收碳以产生可再生燃料的方法包括收获从工业过程排放的二氧化碳。生物质废物在厌氧反应下离解而产生氢。经收获的二氧化碳与生物质废物产生的氢在压力和热量下反应以生成可再生燃料。实施可任选地包括如下特征的一个或多个。所述可再生燃料可包括醇和醚中的至少一种。所述醇可包括甲醇和乙醇中的至少一种。所述醚可包括二甲醚(DME)。DME可被转化以产生耐用品的聚合物前体。可加入催化剂以提高可再生燃料的生产。所述催化剂可包括铜-锌-氧化物、铜和铜-锌氧化物的沉积烧结混合物中的至少一种。所述方法可包括收获从发动机排出的废热以提供反应中所用的热量。可产生来自可再生能源的热量，所述可再生能源包括风能、太阳能、流水和地热中的至少一种。所述方法可包括控制热量和压力以产生所选类型的可再生燃料。氢可由在外部场所的生物质废物的离解产生并通过管线输送。离解生物质废物可包括在外部场所热化学制备作为氢的可输送前体的烃类；通过管线输送烃类；以及将烃类分离成氢和一氧化碳。所述方法还可包括清洁所收获的二氧化碳；以及使用经清洁的二氧化碳作为温室农作物的营养物。所述方法可包括使用经清洁的二氧化碳作为植物(包括藻类)的光合作用中的浮升器(buoyant lifter)。在另一方面，一种回收碳以产生可再生燃料的方法可包括收获从工业过程排放的二氧化碳。所述方法可包括在厌氧过程中离解生物质废物以产生一氧化碳、一种或多种碳供体和氢。热化学转化的一氧化碳和另外的氢可通过使经收获的二氧化碳与生物质废物产生的一种或多种碳供体反应而产生；以及使生物质产生的一氧化碳和热化学转化的一氧化碳与生物质产生的氢和另外的氢在压力和热量下反应而产生可再生燃料。实施可任选地包括如下特征的一个或多个。所述一种或多种碳供体可包括烃类和醇中的至少一种。所述可再生燃料可包括醇和醚中的至少一种。所述醇可包括甲醇和乙醇中的至少一种。所述醚可包括二甲醚(DME)。所述方法可包括转化DME以产生耐用品的聚合物前体。所述方法可包括加入催化剂以提高可再生燃料的生产。所述催化剂可包括过渡金属碳化物、过渡金属硼化物和过渡金属氮化物中的至少一种。所述过渡金属碳化物、过渡金属硼化物和过渡金属氮化物可包括Fe3C、Co3C, Co3Fe3C2、Mn3C、FeC3、CoC3> CoFeC6、MnFeC6、Mn5C2, MnFeC6, Fe3Cr3C2, Fe3Co2BNC2, Fe3VC2, Fe4NC2, Fe3MoC2 和 Fe5BNC 中的至少一种。所述方法可包括收获从发动机排出的废热以提供反应中所用的热量。所述方法可包括从可再生能源产生热量，所述可再生能源包括风能源和太阳能源中的至少一种。所述方法可包括控制热量和压力以产生所选类型的可再生燃料。氢可由在外部场所的生物质废物的离解产生并通过管线输送。离解生物质废物可包括在外部场所热化学制备作为氢的可输送前体的烃 类；通过管线输送烃类；以及将烃类分离成氢和一氧化碳。所述方法还可包括清洁所收获的二氧化碳；以及使用经清洁的二氧化碳作为温室农作物的营养物。所述方法还可包括使用经清洁的二氧化碳作为植物(包括藻类)的光合作用中的浮升器。所述的技术和体系可能提供如下优点的一个或多个。例如，广泛可得的烃类原料物质，包括诸如来自废物的厌氧消化的甲烷的选择，且天然气离解成碳和氢。相比于水的电解，通过天然气的热离解，每BTU当量可产生超过四倍那样多的氢(CH4+热量一碳产物+2 )。共同产生的碳可用于制造利用太阳能资源、风能资源、流水资源和地热资源的设备，以及比钢强且比铝轻的输送组件。相比于一次性燃烧碳并引发环境污染和温室气体问题，制造利用可再生资源的设备的这种碳的应用提供了清洁许多倍的能量。相比于总发电厂，共同产生的氢在热电联产(CHP)发动机-发电机中的使用加倍了能量使用效率。而且，燃料喷射器或多燃料喷射器技术在使用氢的发动机中的应用可实际上清洁进入这种发动机的空气。这种共同产生的氢的另一益处和应用是使其与二氧化碳(来自面包厂、啤酒厂和火电厂)反应以产生可储存于罐(现在储存汽油或柴油燃料)中的液体燃料(3H2+C02 — CH30H+H20)。这使得从甲烷提取的氢的广泛利用成为可能，所述甲烷通过在调整时现有发动机的转换从废生物质或天然气产生。另外，CO2可通过与来自生物质废物离解的氢供体或碳供体反应而被再利用并回收以产生可再生能量，否则该CO2将被释放至环境。因此，不是浪费精力努力去除碳，可能有害的碳可被再利用而产生可用的能源。附图说明图I为一个再投资、再利用或回收从由工业过程产生的废物收获的二氧化碳以与来自生物质废物离解的氢反应的方法的流程图。图2为通过离解H2-密集燃料混合物而产生氧化燃料和氢燃料的一个示例性方法的流程图，所述H2-密集燃料混合物通过使来自工业废物的再利用或回收的CO2与来自生物质废物的氢反应而产生。图3A为显示了通过与生物质产生的氢反应而生成可再生燃料以再利用或回收作为废物从工业过程收获的CO2的一个示例性体系的框图。图3B为显示了将生物质废物离解成带有氢和碳的中间体的一个示例性体系的框图。图3C为显示了用于产生多用途H2-密集燃料以如上所述分离有害污染物和储存能量的一个示例性体系的框图。图4显示了通过使化石产生的二氧化碳与可再生碳供体反应，而使用经收获的CO2(例如来自化石燃料燃烧废物)作为热化学转化的CO的来源的一种方法的流程图。图5为由热化学转化的CO产生可再生燃料的一个示例性体系的框图，所述热化学转化的CO与来自生物质废物离解的氢反应。图6为再利用或回收碳和氢的一个示例性体系的框图。在各个附图中，同样地附图标记和指示表示同样的元件。具体实施例方式描述了用于实施热化学再生反应的技术、装置和体系，其中二氧化碳(CO2)从工业过程收获，并回收或再利用以产生可再生燃料，如甲醇燃料。不是通过从CO2取出碳而浪费碳，所述技术在与生物质废物产生的氢的反应中再利用或回收CO2以产生可再生燃料。图I为再投资、再利用或回收从由工业过程产生的废物收获的二氧化碳以与来自生物质废物离解的氢反应的方法100的流程图。体系(例如如下体系400)从工业过程(110)收获碳供体。用于本文所述的热化学再生的碳供体(如二氧化碳或一氧化碳)可从CO2的易得来源(例如从总发电厂、燃烧烃类的焦化和煅烧操作、啤酒厂和面包厂)收获。所述体系从生物质废物离解(120)获得氢。经收获的CO2可通过与生物质废物产生的氢反应(130)以产生用于制备化学品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.13 US 61/304,4031.ー种回收碳以制备可再生燃料的方法，所述方法包括 收获从エ业过程排放的ニ氧化碳； 在厌氧反应下离解生物质废物以产生氢；以及 使经收获的ニ氧化碳与生物质废物产生的氢在压力和热量下反应以生成可再生燃料。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述可再生燃料包括醇和醚中的至少ー种。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述醇包括甲醇和こ醇中的至少ー种；且 所述醚包括ニ甲醚(DME)。4.根据权利要求3所述的方法，其包括转化DME以产生耐用品的聚合物前体。5.根据权利要求I所述的方法，其包括加入催化剂以提高可再生燃料的生产。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述催化剂包括铜-锌-氧化物、铜和铜-锌氧化物的沉积烧结混合物中的至少ー种。7.根据权利要求I所述的方法，其包括收获从发动机排出的废热以提供反应中所用的热量。8.根据权利要求I所述的方法，其包括从可再生能源产生热量，所述可再生能源包括风能、太阳能、流水和地热中的至少ー种。9.根据权利要求I所述的方法，其包括控制热量和压カ以产生所选类型的可再生燃料。10.根据权利要求I所述的方法，其中所述氢由在外部场所的生物质废物的离解产生并通过管线输送。11.根据权利要求I所述的方法，其中离解所述生物质废物包括 在外部场所热化学制备作为氢的可输送前体的烃类； 通过管线输送烃类；以及 将烃类分离成氢和ー氧化碳。12.根据权利要求I所述的方法，其进ー步包括 清洁经收获的ニ氧化碳；以及 使用经清洁的ニ氧化碳作为温室农作物的营养物。13.根据权利要求12所述的方法，其进ー步包括使用经清洁的ニ氧化碳作为植物的光合作用中的浮升器，所述植物包括藻类。14.ー种回收碳以制备可再生燃料的方法，所述方法包括 收获从エ业过程排放的ニ氧化碳； 在厌氧过程中离解生物质废物以产生一氧化碳、一种或多种碳供体和氢；以及通过使经收获的ニ氧化碳与生物质废物产生的一种或多种碳供体反应，从而热化学产生转化的ー氧化碳和另外的氢；以...

【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：
国别省市：