[发明专利]用于生成氢气和碳产物的生产系统和方法

权利要求书

1.一种生产系统(100)，包括：

第一反应室(102)，所述第一反应室被配置为通过输入端口(128)在所述第一反应室中接收第一烃流(124)，并且经由所述第一烃流的烃热解在所述第一反应室中形成碳晶种(202)和氢气；以及

第二反应室(104)，所述第二反应室包括第一输入端口(131)和第二输入端口(130)，所述第二反应室被配置为通过所述第一输入端口接收所述碳晶种并且通过所述第二输入端口接收第二烃流(126)，所述第二反应室被配置为经由所述第二烃流的烃热解在所述第二反应室中形成碳产物成分(302)和附加的氢气，其中所述碳产物成分表示具有在所述碳晶种上生长的附加碳结构(304)的所述碳晶种。

2.根据权利要求1所述的生产系统(100)，其中所述第一反应室和所述第二反应室(102,104)是非均相催化反应室。

3.根据权利要求1所述的生产系统(100)，其中所述第二反应室(104)内的工艺条件与所述第一反应室(102)内的对应工艺条件相差超过指定阈值范围。

4.根据权利要求1所述的生产系统(100)，其中所述第一输入端口和所述第二输入端口(131,130)沿着所述第二反应室(104)的高度间隔开，使得所述第二反应室的顶部(139)被设置为与所述第二输入端口相比更靠近所述第一输入端口，并且所述第二反应室的底部(137)被设置为与所述第一输入端口相比更靠近所述第二输入端口。

5.根据权利要求4所述的生产系统(100)，其中所述第二反应室(104)包括设置在所述第二反应室的所述顶部(139)处或附近的输出端口(141)，其中至少大部分的所述氢气被配置为通过所述输出端口离开所述第二反应室。

6.根据权利要求1所述的生产系统(100)，其中所述第一反应室(102)和所述第二反应室(104)中的每一者是下降填充床反应室、流化床反应室、固定床反应室或滴流床反应室中的一者。

7.根据权利要求1所述的生产系统(100)，还包括流体连接到所述第二反应室(104)的输出端口(141)的发电系统(150)，所述发电系统被配置为接收离开所述第二反应室的所述氢气以用于使用所述氢气来生成电力。

8.根据权利要求7所述的生产系统(100)，其中所述发电系统(150)包括燃料电池、内燃机、发电机或涡轮机中的一者或多者。

9.根据权利要求7所述的生产系统(100)，还包括热交换器(160)和将所述发电系统(150)连接到所述热交换器的管道(108H)，所述热交换器在所述第一反应室和所述第二反应室(102,104)上游设置在所述第一烃流或所述第二烃流(124,126)中的至少一者的路径中，所述管道被配置为将热量从所述发电系统引导到所述热交换器以用于预加热所述第一烃流或所述第二烃流中的至少一者。

10.根据权利要求1所述的生产系统(100)，还包括固体颗粒移动器(133)，所述固体颗粒移动器被配置为将所述碳产物成分(302)从所述第二反应室(104)的输出端口(142)朝向所述第二反应室的所述第一输入端口(131)传送，以将所述碳产物成分重新引入到所述第二反应室中。