用于钙循环的系统、装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102549119A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102549119A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201080041733.X(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所(22)申请日2010.09.2011256代理人陈文平(30)优先权数据(51)Int.Cl.61/243,9062009.09.18US61/243,6872009.09.18USC10J3/54(2006.01)61/244,0352009.09.19USF02C3/28(2006.01)PCT/US2009/0694552009.12.23US61/365,1872010.07.16US(85)PCT申请进入国家阶段日2012.03.19(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0495222010.09.20(87)PCT申请的公布数据WO2011/035257EN2011.03.24(71)申请人沃姆瑟能源解决方案公司地址美国马萨诸塞州(72)发明人A·沃姆瑟权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1717页页附图附图1414页(54)发明名称用于钙循环的系统、装置和方法(57)摘要一种示例性的绝热钙循环系统，包括具有载有基于钙的吸附剂的固定吸附剂床的第一固定床反应器和具有载有基于钙的吸附剂的固定吸附剂床的第二固定床反应器。所述示例性的系统包括用于将第一反应器和第二反应器各自设置为碳酸化器装置和煅烧炉装置的阀机构。当第二反应器设置为煅烧炉装置时，第一反应器设置为碳酸化器装置，以及当第二反应器设置为碳酸化器装置时，第一反应器设置为煅烧炉装置。CN102549ACN102549119A权利要求书1/2页1.一种绝热的钙循环系统，用于降低合成气中的碳含量，所述系统包括：至少一个具有固定的吸附剂床的固定床反应器，所述至少一个固定床反应器交替设置为加压碳酸化器装置和负压煅烧炉装置；基于钙的吸附剂置于固定的吸附剂床中，当所述至少一个固定床反应器设置为碳酸化器装置时用于吸附合成气中的碳，以及当所述至少一个固定床反应器设置为煅烧炉装置时用于使所述碳解吸附；以及一个或多个阀机构，用于交替地将所述至少一个固定床反应器设置为碳酸化器装置和煅烧炉装置。2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个反应器的床材料包括复合结构，所述复合结构包含涂层和基材，所述涂层包含吸附剂，且所述基材或者对于二氧化碳为化学惰性或者对于二氧化碳具有降低的反应活性，其中当所述至少一个固定床反应器在碳酸化器装置和煅烧炉装置之间循环时，利用涂层与基材之比限制所述至少一个固定床反应器的温度变化。3.如权利要求2所述的系统，其中所述至少一个反应器的床材料包括用于甲烷的蒸汽重整的催化剂。4.如权利要求3所述的系统，其中所述复合结构包括催化剂。5.如权利要求1所述的系统，其中所述吸附剂作为如下的复合结构提供，所述复合结构中吸附剂层涂覆基材，所述基材是化学惰性的、或与吸附剂对于二氧化碳的反应活性相比具有降低的对于二氧化碳的反应活性。6.如权利要求5所述的系统，其中复合结构是一种或多种吸附剂棒的形式。7.如权利要求5所述的系统，其中复合结构是粒状物形式。8.如权利要求5所述的系统，其中当所述至少一个固定床反应器设置为碳酸化器装置时所述基材吸收碳酸化期间所述至少一个固定床反应器中产生的热，以及当所述至少一个固定床反应器设置为煅烧炉装置时所述基材释放所述热以使得能够在所述至少一个固定床反应器中煅烧。9.如权利要求5所述的系统，其中所述吸附剂涂层包含氧化钙和铝酸钙的混合物。10.如权利要求5所述的系统，其中所述基材包含铝酸钙。11.如权利要求5所述的系统，其中所述吸附剂涂层包含氧化钙且所述基材包含致密的接合剂。12.如权利要求11所述的系统，其中所述接合剂是铝酸钙。13.如权利要求5所述的系统，其中所述基材和吸附剂涂层包含相同的材料，但其中使得所述基材对于二氧化碳是化学惰性的。14.如权利要求5所述的系统，其中利用钎料将所述吸附剂涂层连接到所述基材上。15.如权利要求1所述的系统，还包括：一个或多个机械结构，用于支撑所述吸附剂以最小化压在所述吸附剂上的固定床的重量。16.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个机械结构包括：放置在所述固定床中的塔填料。17.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个机械结构包括：一个或多个设置2CN102549119A权利要求书2/2页用于最小化所述床的高度的分配器。18.如权利要求1所述的系统，其中所述固定床包含吸附剂和用于促进合成气中的甲烷蒸汽重整的催化剂。19.如权利要求1所述的系统，其中当所述固定吸附剂床中的吸附剂接近或达到饱和水平时，所述一个或多个阀机构将所述至少一个固定床反应器从碳酸化