用于制造负碳燃料的方法技术

本发明专利技术描述了一种用于制造负碳燃料的方法和工艺。在其最广泛的形式上，将含碳给料同时转化成呈独立且基本上不受污染的形式的可燃燃料、精炼原料或化学物质和含碳固体。在本发明专利技术的一个实施方案中，将生物质通过不连续的递增温度在压力下转化成可掺合的可燃燃料和含碳固体。所述含碳固体可以发生反应以形成合成气，以木炭产品、碳信用形式出售，用于碳补偿，或被隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了一种和工艺。在其最广泛的形式上，将含碳给料同时转化成呈独立且基本上不受污染的形式的可燃燃料、精炼原料或化学物质和含碳固体。在本专利技术的一个实施方案中，将生物质通过不连续的递增温度在压力下转化成可掺合的可燃燃料和含碳固体。所述含碳固体可以发生反应以形成合成气，以木炭产品、碳信用形式出售，用于碳补偿，或被隔离。【专利说明】
本专利技术大体涉及生物燃料，并且更具体地涉及通过从生物质同时制造呈非混合形式的生物燃料和可隔离生物炭来制造负碳生物燃料的方法。专利技术背景将负碳燃料定义为通过还隔离用以制造燃料的含碳原料中所含的一些碳的工艺所制造的燃料。类似又相关的概念是碳负燃料的概念，它是指在制造时从大气除去的二氧化碳多于从燃烧排放的二氧化碳以及因用以制造所述燃料的工艺而添加的二氧化碳的燃料。如果将来自含碳给料(例如生物质)的一些碳以近乎永久的形式除至地下，同时将来自给料的其余碳转化成燃料，那么两种情况都是可能的。因为生物圈目前因化石燃料所致的碳排放而过度负荷，所以需要制造负碳燃料或碳负燃料。目前，燃料的燃烧致使每年有40亿公吨的二氧化碳释放到大气中以及20亿公吨的二氧化碳注入世界的海洋中。已经充分记录到，这些碳排放会负面影响海洋中以及陆地上活的生物体。目前，对从多种原料制造生物燃料以提供化石燃料的合适替代物存在强烈的兴趣。具体来说，需要组合生物燃料制造与碳隔离，从而得到负碳或碳负产品。先前已经讨论了碳负燃料的理念。参见例如 J.A.Mathews, ^Carbon-negative biofuels”，EnergyPolicy36(2008),第940-945页。然而，生物燃料的典型制造利用热解工艺，其会产生油和碳以及大量C02的树脂混合物。所产生的气流被各种试剂如硫所污染。碳还被焦油产物污染。需要发现一种制造负碳或碳负燃料的工艺，其中燃料和碳是作为独立且不受污染的产品来制得。针对制造碳负燃料的方法包括美国专利公布2010/0311157中所述的那些方法，该美国专利公布教导了从作为原料的藻类制造生物燃料。声称该工艺因藻类会高度吸收CO2而具有碳负性。美国专利公布2010/0040510公开了一种在780°C和1100°C之间操作的多级加压流化床气化器，其将生物质转化成合成气和生物炭。据说该生物炭能够加到土壤中。明确地避免了甲烷、汽油状挥发物如BTX (苯、甲苯和二甲苯)和焦油的形成。据说该气化器可能制得碳负燃料。美国专利公布2008/0317657公开了一种系统和方法，其用于隔离呈通过在未指定的反应容器中气化生物质产生的炭形式的碳。低热值发生炉煤气是该工艺的副产物。美国专利公布2004/0111968讨论了热解生物质以产生炭和热解气体，将所述热解气体蒸气重整得氢气。处理炭以使其变成碳基肥料。专利技术的实施方案的概要在其最一般的形式中，本专利技术公开了一种通过从含碳给料同时制造呈非混合形式的可燃燃料(和化学物质)和 碳来制造负碳燃料的方法。在本专利技术的一个实施方案中，含碳给料可以包括生物质。在另一实施方案中，该工艺可以包括在新型反应器中使用不连续的递增温度在压力下对生物质进行选择性热解。将这种工艺称作生物分级。该新型反应器已经详细描述于共同拥有的名称为“Method for Biomass Fractioning by EnhancingThermal Conductivity”的美国专利申请号13/103,905以及共同拥有的名称为“Systemand Method for Biomass Fractioning”的美国专利申请号13/019，236中，这些美国专利申请的内容以引用的方式整体并入本文。将从这种生物分级工艺产生的碳隔离。在使用这种工艺的情况下，所得燃料是负碳。燃料和碳会分别出现并且基本上不受污染，从而避免了标准工艺的树脂混合物。在又一个实施方案中，生物分级工艺制得碳负燃料。本专利技术的一个实施方案是针对一种，其包括:将含碳给料同时转化成:(a)可燃燃料、精炼原料或化学物质；以及(b)可隔离碳；其中可燃燃料、精炼原料或化学物质会以基本上独立且不受污染的形式从该可隔离碳产生。在一些情况下，含碳给料可以包含生物质。转化含碳给料的步骤可以包括例如使生物质在压力下经受温度匀变，其中压力会增大部分碳化的生物质的热导率。在一种实现方式中，使用移动设备使生物质在压力下经受温度匀变。该方法可以进一步包括依据生物质的组成选择生物质转化途径和/或以薄片形式分配该生物质。在一些实施方案中，通过选择生物质原料或通过选择温度匀变型态和压力来控制可隔离碳与可燃燃料的比率。举例来说，可隔离碳可以通过用作土壤改良剂、通过以煤形式地下存储，或通过添加到含有堆肥材料的土壤中进行隔离。可隔离碳可以用于碳补偿和/或碳信用。根据一种实现方式，使至少一些可隔离碳与氧气、二氧化碳、甲烷或蒸气反应以产生合成气。可以将合成气转化成可燃燃料、精炼备料或化学物质。在一些情况下，可燃燃料、精炼备料或化学物质中的至少一个被鉴定为碳负性的。上述方法可以进一步包括掺合可燃备料、精炼备料或化学物质与以下一项或多项:汽油、柴油、喷气燃料、煤油、轻石脑油、重石脑油、轻循环油和重循环油。另外，该方法可以进一步包括掺合可燃备料、精炼备料或化学物质与以下一项或多项:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、丁二醇、二甲醚、甲基叔丁醚(MTBE)、叔戊基甲醚(TAME)、叔己基甲醚(THEME) 、乙基叔丁醚(ETBE)、叔戊基乙醚(TAEE)和二异丙醚(DIPE)。在其它实施方案中，该方法还可包括掺合可燃备料、精炼备料或化学物质与以下一项或多项:洗涤剂、燃烧改进剂、十六烷值改进剂、乳化剂、抗氧化剂、消泡剂、腐蚀抑制剂、蜡晶改性剂、防冰剂、润滑剂和馏分流动改进剂。本专利技术的另一实施方案针对根据上述方法制造并且适于在汽车或航空发动机中燃烧的无铅燃料掺合物，该燃料掺合物包含:0.5%或更多的可燃燃料或精炼原料；以及99.5%或更少的以下一项或多项:汽油、柴油、喷气燃料、煤油、轻石脑油、重石脑油、轻循环油和重循环油。本专利技术的其它特征和方面将根据以下实施方式，结合附图而变得显而易见，所述附图以实例方式说明根据本专利技术的实施方案的特征。概述并不旨在限制本专利技术的范围，而本专利技术的范围仅由附于本文的权利要求书界定。附图简述根据一个或多个各种实施方案，参考下图详细描述本专利技术。图式仅提供来达到说明目的并且仅示出本专利技术的典型或实例性实施方案。提供这些图式来帮助读者理解本专利技术并且不应被视为限制本专利技术的宽度、范围或适用性。应注意，为了说明的清楚性和容易性，不一定按比例绘制这些图式。图1是说明根据本专利技术的一个实施方案制造负碳燃料的方法的流程图。图2是说明根据本专利技术的一个实施方案的方法的流程图，在该方法中，生物质是含碳给料。图3是说明一种方法的流程图，在该方法中，生物质是含碳给料并且生物分级是制造负碳燃料的工艺。图4是说明用于以生物分级工艺处理以制造根据本专利技术的一个实施方案的负碳燃料的生物质的方法的流程图。图5是说明用于制造负碳燃料的各种路径的流程图。图6是说明用于制造负碳燃料的一个实施方案的方块图。图7是说明在根据本专利技术的一个实施方案将生物质转化成BMF炭背后的基本操作原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造负碳燃料的方法，其包含：将含碳给料同时转化成：(a)可燃燃料、精炼原料或化学物质；以及(b)可隔离碳；其中所述可燃燃料、精炼原料或化学物质会以基本上独立且不受污染的形式从所述可隔离碳产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·谢赫，罗纳尔多·A·西尔斯，
申请(专利权)人：酷星能源系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US