[发明专利]低压反应器增强系统

说明书

与其他申请的关系

本申请要求2009年11月19日提交的美国临时专利申请序列号第61/281,674号(获得的外国申请序列号)以及2009年7月3日提交的美国临时专利申请序列号第61/270,035号、确认第9380号(获得的外国申请序列号)的申请日的权益；并且是2009年7月1日提交的共同待决的国际专利申请序列号PCT/US2009/003934的部分继续申请，该国际专利申请要求2008年7月1日提交的美国临时专利申请序列号第61/133,596号的申请日的权益；并要求2008年11月19日提交的美国临时专利申请序列号第61/199,837号、2008年11月19日提交的第61/199,761号、2008年12月10日提交的第61/201,464号、2008年11月19日提交的第61/199,760号、2008年11月19日提交的第61/199,828号、2009年2月24日提交的第61/208,483号、2009年7月14日提交的第61/270,928号、2009年7月13日提交的第61/270,820号、2009年5月11日提交的第61/215,959号、2009年2月24日提交的第61/208,483号的申请日的权益，所有这些专利的公开内容在此以引用的方式并入。

发明背景

发明领域

本发明大体涉及用于增强当在以低压操作时，例如费托反应器或甲醇反应器的反应器中的转化效率的系统。这在试图最小化固定资本投资的应用中和在大流速存在的稀释反应物的应用中，例如在发电厂的排出流中的CO₂处理中最小化能量消耗是重要的。

相关技术的描述

在过去，化学工业已经使用比化学计量学高的浓度的反应物，以帮助利用不昂贵的反应物的工艺例如蒸汽重整的转化效率。这还不是其中使用氢作为主要反应物的工艺的情形。氢昂贵且难于生产。当在工艺结尾作为过量反应物释放时其也是危险的。随着产生氢的等离子体转化器、例如泡沫反应器的高流速反应器的出现和最终地能可靠地回收氢的功能性膜的引入，在本发明中现已经以新的途径一起带来了这些构件的组合。

发明概述

在以上列出的母专利申请中，其中描述的系统的部分功能是由费托型反应器，且在一些情形下是在甲醇反应器中产生燃料或产物。在所有的专利申请中，其主要的氢发生器(反应物)是等离子体腔。这是有效的氢发生器。相反地，本发明用于例如水解或流化床型发生器的任何氢发生器。为了标明例如氢和CO₂的反应物已经在反应器中处理的时间，其已经被要求在高压下运行。在一些示例中，直到几百大气压以享受高的转化效率。当通过稀释反应物在高流环境中实施时，能量的效率差且资金增加。以上提到的专利申请在此条件下运行，同时从发电厂或其它制造设备的排出物分离CO₂或者处理反应物的任意CO或CO₂流。将此巨大的流压缩至高压导致巨大的能量损失。这是用于那些已经使CO₂从制造工艺的原排出流中分离的工艺不可行的情形。本发明教导了一种方法以享受高的转化效率，而不继续与高压操作相关的能量损失。

附图说明

通过阅读以下详细说明并结合附图，有助于理解本发明，其中：

图1是本发明的简化示意图。

详细描述

图1是系统100的简化示意图，系统100具有矿物燃料、废物和或如下所述为反应物氢的生产提供原料的生物质101的任意组合的来源。在本发明的实施方式中使用等离子体腔102用于产生氢。要理解，本发明不限制于通常只把氢作为反应物或等离子体。还可以使用其它的反应物和氢发生器，例如流化床或水解工艺。

压缩器103在其输出端104处流出由等离子体腔产生的脏H₂和CO(合成气)，其然后在清洁和调节系统105中被调节和清洁。水气转换反应器106是任选的，且其使用依赖于反应器和执行的工艺。