[发明专利]用于多段式合成气发生的多种方法和装置

权利要求书

1.多段式合成气发生系统，包括：

辐射高热通量反应器，其配置以接收生物质颗粒，所述生物质颗粒主要由于从所述辐射高热通量反应器发出的辐射热在所述反应器中于高于950摄氏度下经受生物质气化反应，以产生反应产物，所述反应产物包括灰烬以及从所述辐射高热通量反应器的出口出来的氢气和一氧化碳的合成气组分；

烃重整反应器，其配置以接收基于甲烷的气体，其中所述烃重整反应器与所述辐射高热通量反应器平行并与其合作以在来自两个反应器的所得反应产物之间产生用于有机液体产品合成的高质量合成气混合物，其中所述烃重整反应器提供：1)氢气、2)富氢气合成气组合物——其中氢气与一氧化碳的比例高于用于有机液体产品合成通常需要的比例、和3)二者的任意组合，以便与来自所述辐射高热通量反应器的潜在地富一氧化碳合成气组合物混合，在所述富一氧化碳合成气组合物中一氧化碳与氢气的比例高于用于有机液体产品合成通常需要的比例，以提供用于有机液体产品合成的需要的氢气与一氧化碳比例；和

公共入口，其进入连接在所述烃重整反应器和所述辐射高热通量反应器下游的有机液体产品合成反应器装置，配置来接收来自所述烃重整反应器的所述合成气组分的第一流和来自所述辐射高热通量反应器的所述合成气组分的单独的第二流，其中一个或多个控制系统监控来自一个或多个传感器的所述合成气组分的所述第一流和所述合成气组分的所述第二流的化学组成反馈信号以产生用于有机液体产品合成的高质量合成气混合物。

2.根据权利要求1所述的多段式合成气发生系统，其中所述烃重整反应器是甲烷蒸汽重整器(SMR)，其中所述辐射高热通量反应器具有生物质颗粒进料系统、第一蒸汽供应入口、第一组传感器以测量从所述辐射高热通量反应器产生的产物气体的化学组成、和汽化器反应器控制系统以在950摄氏度以上引起所述生物质颗粒的所述生物质气化反应，所述SMR反应器具有基于甲烷的气体的进料系统、第二蒸汽供应入口、第二组传感器以测量从所述SMR反应器产生的产物气体的化学组成、和SMR控制系统，并且所述SMR控制系统和所述汽化器反应器控制系统是所述一个或多个控制系统的部分，其中所述有机液体产品合成是甲醇合成，并且进入所述甲醇合成反应器装置的所述公共入口也被配置以从离开所述甲醇合成反应器装置的吹扫管线接收气体，其中所述汽化器反应器控制系统和所述SMR控制系统相互作用以控制从下列供应到所述甲醇合成反应器装置的氢气和一氧化碳气体的量以获得用于甲醇合成的合适的氢气/一氧化碳比例：1)来自所述SMR反应器的所述合成气组分的所述第一流、2)来自所述辐射高热通量反应器的所述合成气组分的所述单独的第二流和3)氢气流，其来自断开从所述甲醇合成反应器装置出来的吹扫气体管线的分离器，并且将这三个来源的任一种混合在一起，然后将所述合成气以合适的比例供应到所述甲醇合成反应器装置。

3.根据权利要求1所述的多段式合成气发生系统，其中所述烃重整反应器是甲烷蒸汽重整器(SMR)，其中汽化器反应器控制系统和SMR控制系统是所述一个或多个控制系统的部分，并且相互作用以与改变基于甲烷的气体通过所述SMR反应器的流动相比，更逐渐地改变所述生物质颗粒通过所述辐射高热通量反应器的流动；并且因此，所述SMR控制系统被配置以使作为所述SMR反应器中的反应物的所述基于甲烷的气体和蒸汽的流节流，以用作粗控以保持用于甲醇合成的合适的氢气与一氧化碳的比例，同时保持夹带在载气中的所述生物质颗粒的流动稳定地通过所述辐射高热通量反应器。

4.根据权利要求1所述的多段式合成气发生系统，其中所述有机液体产品合成是甲醇合成，其中由从所述辐射高热通量反应器离开的一氧化碳和氢气组成的所述合成气组合物流至颗粒控制装置以清除来自所述辐射高热通量反应器的所述合成气组分的所述第二流中的任何灰烬和其他固体，并且从所述甲醇合成反应器装置吹扫流出来的部分甲烷作为原料被供应到所述烃重整反应器中，其中所述甲烷是：1)在所述辐射高热通量反应器中的所述生物质气化反应中产生的或2)仅仅是供应到所述辐射高热通量反应器中的携带所述生物质颗粒的夹带气体的部分，并且其中来自所述辐射高热通量反应器的所述合成气组分被进一步供应到气体清洁部分以冷却气体产物、过滤出包括硫化合物的有害杂质气体、并压缩以增加用于供应到所述甲醇合成反应器装置的所述公共入口的所述合成气组分的压力。

5.根据权利要求1所述的多段式合成气发生系统，其中所述辐射高热通量反应器包括从管的内部加热的两个或多个管，并且具有在所述管的外部流动的生物质。