[发明专利]一种可选择用于燃烧用途和气化用途的热固工艺

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年3月31日提交的题为“HOT SOLIDS PROCESSSELECTIVELY OPERABLE FOR COMBUSTION PURPOSES ANDGASIFICAT ION PURPOSES”(一种可选择用于燃烧用途和气化用途的热固工艺)的美国临时申请第61/165,042号的优先权，其全部内容通过参引合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及热固工艺，该热固工艺能够选择用于燃烧工艺，或用于气化用途。更具体地，本发明涉及这样一种热固工艺：其中，该热固工艺产生的目标产品被从一组预定的产品组合中选出，并且根据所产生的目标产品的性质，从一组预定的燃料中选择出一种特定的燃料，该燃料通过所述热固工艺可以产生预定的产品。

背景技术

当今世界面临一个严峻的挑战，即所有国家都在竭力满足基本的人类需求——食物、住所、衣服和工作等——而这都严重依赖于充足供应的能源。能源消耗的巨大增长目前主要通过化石燃料，主要是煤炭、石油和天然气，来满足。人们认为，由于能源需求持续增长，必须均衡考虑环境关系、供应安全性和经济影响。然而，实际的经济增长和能源消耗仍保持紧密联系。

当持续探索最终解决方案以提供足够的能源供给时，也必须考虑使用短期、临时的解决方案来满足能源需求的迅速增长。开采、钻孔、运输、加工以及使用化石燃料当然可以增加能源储备，同样还可以对节约能源产生决定性的影响。相似地，利用先进的清洁化石燃料技术能够起到广泛使用世界上大量的化石燃料资源的作用，这些技术包括各种形式的热固工艺，诸如非限制性示例，包括化石燃料气化、流化床燃烧或混合燃烧-气化化石燃料技术。

如众所周知的，按照发电系统的工作模式，发电系统的蒸汽发生器通过燃烧汽轮机中的燃料产生蒸汽。这种蒸汽通常是高温高压的，在上述汽轮机中膨胀，带动汽轮机的旋转。通过已有的方式，汽轮机的这种旋转带动与汽轮机适当连接的发电机也旋转。因此，当发电机进行这种旋转时，其中的导体经过磁场运动，从而产生电流。上文描述的工作模式直到今天仍是发电系统的基础。

为了使发电系统实现较高的效率，人们尝试提高这种发电系统中的蒸汽发生器的工作温度和压力。迄今为止，通过这些尝试，目前的发电系统采用的商业蒸汽发生器已经能够在次临界压力条件下或者在超临界压力条件下进行工作。通过改进，发电系统中使用的蒸汽发生器的材料已经可以在更高的温度和压力下工作，相应地，这种蒸汽发生器可以更高的温度和压力下工作。

参照先前所述的各种形式热固工艺，特别是化石燃料气化技术，进一步讨论先进的清洁化石燃料技术，其中，要关注的非限制性示例为1952年7月8日向美国The M.W.Kellogg公司颁发的美国专利第2,602,809号。美国专利第2,602,809号的教导被看作是代表了使用热固工艺的化石燃料气化技术在持续的演变中的早期开发的示例。为此，根据其教导，美国专利第2,602,809号的教导系关于一种据说是特别适合于低等级固体含碳材料气化的工艺。更具体地，在涉及美国专利第2,602,809号的教导所指的工艺的工作模式的范围内，所构建的固体含碳材料的氧化方式可以将这种固体含碳材料通过跟空气间接氧化，转变为碳氧化物，用这种方法，空气中的氮不会污染产品气体。这种固体含碳材料的气化是通过流化金属氧化物的交替氧化还原来实现的。根据美国专利第2,602,809号的教导，金属氧化物与细碎粒的固体含碳材料在一定条件下接触，以使金属氧化物还原并使固体燃料的碳被氧化为碳氧化物，其结果是，固体燃料经过转变变为气体。金属氧化物是碳的氧化所需的氧的主要来源。因此，在金属氧化物还原之后，所还原的金属氧化物经过再氧化，因此，工艺循环能够再次重复。