[发明专利]灵活性的热解系统和方法

说明书

提供了灵活性热解系统的实例，其包括能够在超临界二氧化碳(CO₂)气氛中热解煤的组合的至少一个反应室。该系统包括同流换热和冷凝回路，该回路从超临界CO₂气氛中移除溶解的热解产物，并且然后回收CO₂以在反应室中再利用。同流换热和冷凝回路包括多级同流换热器和收集器，所述多级同流换热器和收集器可以被独立地控制，以便选择性地分馏热解产物。此外，可以控制热解反应以改变产生的热解产物。

相关申请的交叉引用

本申请于2018年4月11日作为PCT国际申请被提交并且要求标题为“Method ofPyrolysis Optimized for the Production of Pitch and Subsequent Use in MakingCarbon Fiber”并且2017年4月11日提交的美国临时专利申请第62/484,292号和标题为“Flexible Pyrolysis System and Method”并且2017年5月18日提交的美国临时专利申请第62/508,333号的优先权的权益，这些申请据此通过引用并入本文。

引言

热解指的是在没有氧的情况下有机材料在高温下的热化学分解。取决于热解系统被如何配置和操作，可以获得不同的热解产物。

灵活性的热解系统和方法

下文描述了灵活性的热解系统(flexible pyrolysis system)的实例，所述灵活性的热解系统包括能够在超临界流体中热解煤的组合的至少一个反应室，所述超临界流体例如超临界二氧化碳(CO₂)。该系统包括同流换热和冷凝回路(recuperating andcondensing circuit)，该回路从超临界流体中移除溶解的热解产物，并且然后回收流体以在反应室中再利用。同流换热和冷凝回路包括多级同流换热器和收集器(multiple stagesof recuperators and collectors)，所述多级同流换热器和收集器可以被独立地控制，以便选择性地分馏热解产物。此外，可以控制热解反应以改变产生的热解产物。

附图简述

构成本申请的一部分的以下附图图示出了所描述的技术，并且不意味着以任何方式限制如所要求保护的本发明的范围，该范围应当基于所附的权利要求。

图1以高水平图示出了热解方法的简化实施方案，该热解方法提高了由给定的原料生产的沥青的相对量。

图2图示出了图1的热解方法的更详细的实施方案。

图3是适合于上文描述的沥青生产方法的系统的实例。

图4图示出了灵活性热解系统的批量实施方案的工艺流程图，该灵活性热解系统可以被调节以改变由给定的原料获得的热解产物。

图5A-图5C图示出了图4中所示的系统的实施方案的实验性能。

图6图示出了用于使用CO₂热解碳质原料(carbonaceous feedstock)以获得反应产物的广泛方法的实施方案。

图7是用于使用超临界CO₂热解煤的方法的更详细的实施方案。

详细描述