【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)大體上涉及轉(zhuǎn)化燃料的體系和方法，并大體上涉及用于燃料轉(zhuǎn)化的氧化還原反應(yīng)器體系。一直需要清潔和有效的能量產(chǎn)生體系。產(chǎn)生能量載體例如蒸汽、氫氣、合成氣、液體燃料和/或電的大多數(shù)商業(yè)方法基于化石燃料。另外，對(duì)化石燃料的依賴性預(yù)計(jì)在可預(yù)見的將來仍會(huì)持續(xù)，這是由于與可更新來源相比低得多的成本。當(dāng)前，碳質(zhì)燃料例如煤炭、天然氣、石油焦的轉(zhuǎn)化一般經(jīng)由燃燒或重整過程進(jìn)行。然而，碳質(zhì)燃料，特別是煤炭的燃燒是碳密集性過程，其向環(huán)境排放大量二氧化碳。在該過程中由于煤炭中的復(fù)雜內(nèi)容物還產(chǎn)生硫和氮化合物。另一方面，金屬氧化物和碳質(zhì)燃料之間的化學(xué)反應(yīng)可以提供回收存儲(chǔ)在燃料中的能量的更好方式。一些方法基于金屬氧化物顆粒與碳質(zhì)燃料的反應(yīng)以產(chǎn)生有用的能量載體。例如，Ishida等人的美國(guó)專利號(hào)5,447,024描述了其中使用氧化鎳顆粒經(jīng)由化學(xué)循環(huán)過程將天然氣轉(zhuǎn)化成熱的方法，該熱可以用于渦輪機(jī)。然而，純金屬氧化物的可再循環(huán)性是差的并且構(gòu)成其在商業(yè)和工業(yè)過程中使用的障礙。此外，這種技術(shù)具有有限的可應(yīng)用性，因?yàn)樗鼉H能轉(zhuǎn)化天然氣，該天然氣比其它化石燃料更昂貴。另一種熟知的工藝是蒸汽-鐵工藝，其中使煤炭衍生的爐煤氣與氧化鐵顆粒在流化床反應(yīng)器中反應(yīng)以稍后用蒸汽再生而產(chǎn)生氫氣。然而，這種工藝由于反應(yīng)固體和氣體之間的不適當(dāng)接觸而遇到差的氣體轉(zhuǎn)化率問題，并且不能產(chǎn)生富氫料流。隨著對(duì)更清潔且更有效的燃料轉(zhuǎn)化體系的要求增加，產(chǎn)生了對(duì)改進(jìn)的體...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
轉(zhuǎn)化燃料的體系，包括： 包含許多陶瓷復(fù)合顆粒的第一反應(yīng)器，該陶瓷復(fù)合顆粒包含至少一種布置在載體上的金屬氧化物，其中該第一反應(yīng)器設(shè)置為用燃料將該至少一種金屬氧化物還原以產(chǎn)生還原的金屬或還原的金屬氧化物； 設(shè)置為氧化該還原的金屬或還原的金屬氧化物以產(chǎn)生金屬氧化物中間體的第二反應(yīng)器；和 設(shè)置為通過氧化該金屬氧化物中間體以使該至少一種金屬氧化物再生的第三反應(yīng)器。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】US 2006-1-12 60/758,424;US 2006-1-12 60/758,507;US1.轉(zhuǎn)化燃料的體系，包括：
包含許多陶瓷復(fù)合顆粒的第一反應(yīng)器，該陶瓷復(fù)合顆粒包含至少
一種布置在載體上的金屬氧化物，其中該第一反應(yīng)器設(shè)置為用燃料將
該至少一種金屬氧化物還原以產(chǎn)生還原的金屬或還原的金屬氧化物；
設(shè)置為氧化該還原的金屬或還原的金屬氧化物以產(chǎn)生金屬氧化物
中間體的第二反應(yīng)器；和
設(shè)置為通過氧化該金屬氧化物中間體以使該至少一種金屬氧化物
再生的第三反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器設(shè)置為產(chǎn)生二氧化
碳、蒸汽或其組合，第二反應(yīng)器設(shè)置為產(chǎn)生H2、CO、合成氣、熱或其
組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中用于氧化步驟的氧化劑包括蒸汽、
二氧化碳、空氣、氧氣或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的體系，其中使用CO2和蒸汽氧化劑來產(chǎn)生合
成氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的體系，其中通過將第二反應(yīng)器產(chǎn)物的一部分
再循環(huán)，或控制輸入第二反應(yīng)器的CO2和蒸汽氧化劑的量控制合成氣
的H2/CO比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該陶瓷復(fù)合顆粒包含促進(jìn)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該燃料包括固體燃料、液體燃料、
氣體燃料或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，還包括設(shè)置為除去灰分、炭或不需要
的材料的分離裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的體系，其中該灰分分離器包括旋風(fēng)分離器、
濾網(wǎng)、顆粒分級(jí)器或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一和第二反應(yīng)器設(shè)置為在大
約1大氣壓-大約150大氣壓的壓力下操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一和第二反應(yīng)器設(shè)置為在大
約400-大約1200℃的溫度下操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該金屬氧化物包括擔(dān)載在TiO2載體上的Fe2O3，該金屬氧化物中間體包括Fe3O4。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，還包括與第二反應(yīng)器流體連通的發(fā)電
部分，該發(fā)電部分設(shè)置為由第二反應(yīng)器的產(chǎn)物產(chǎn)生電。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，還包括設(shè)置為加熱包括水、蒸汽和其
組合的原料的至少一個(gè)熱交換器，以通過使用來自第一反應(yīng)器、第二
反應(yīng)器或兩者的產(chǎn)物料流的熱產(chǎn)生蒸汽。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器包含
至少一個(gè)移動(dòng)床反應(yīng)器、一系列流化床反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)窯爐、固定床反
應(yīng)器或其組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的體系，其中該移動(dòng)床反應(yīng)器限定氣體和固
體之間的逆流接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器是移動(dòng)床反應(yīng)器，
其包括插入該移動(dòng)床的混合裝置以徑向地分布陶瓷復(fù)合顆粒并將未轉(zhuǎn)
化的燃料與該陶瓷復(fù)合顆粒混合。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器是限定在移動(dòng)床周
圍產(chǎn)生的環(huán)形區(qū)域的移動(dòng)床反應(yīng)器，該環(huán)形區(qū)域是引入燃料的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，還包括設(shè)置為將固體燃料輸送到第一
反應(yīng)器的輸送機(jī)或氣動(dòng)給料裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，還包括固體燃料氣化器、燭式過濾器、
汞除去裝置、氣體凈化組件、壓力回轉(zhuǎn)吸收裝置、水氣變換反應(yīng)器或
它們的組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器包含設(shè)置為俘獲污
染物、重金屬或其組合的金屬碳酸鹽、金屬氧化物或金屬氫氧化物。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器可操作用來在該反
應(yīng)器的底部接收再循環(huán)的H2料流。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器可操作用來在陶瓷
復(fù)合顆粒的進(jìn)料區(qū)域下面的第一反應(yīng)器區(qū)域接收燃料。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一反應(yīng)器可操作用來在與供
入燃料的中間區(qū)域相鄰的位置接收包括氧氣、CO2、空氣、蒸汽、氮?dú)?br>和其組合的原料。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中將該體系與固體氧化物燃料電池
連接以致將該燃料的產(chǎn)物再循環(huán)到第二反應(yīng)器。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該體系與費(fèi)-托反應(yīng)器流體連通。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的體系，還包括精制部分。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的體系，其中該第一和第二反應(yīng)器包含呈便攜
式盒子形式的填充床，其中該便攜式盒子設(shè)置為產(chǎn)生氫氣并將氫氣存
儲(chǔ)在車輛中。
29.將燃料轉(zhuǎn)化成氫氣、CO或合成氣的方法，包括：
在燃料和金屬氧化物之間的還...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范良士，P古普塔，LG貝拉斯克斯巴爾加斯，李凡星，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：俄亥俄州立大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]
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