器的出口流体连通并且配置成在至少一个压缩阶段中压缩所述至少一种合成气产物；
[0224]甲醇反应器，其与所述压缩系统的出口流体连通并且配置成使压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇；以及
[0225]甲醇-至-汽油反应器，其与所述甲醇反应器的出口流体连通并且配置成使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油。
[0226]40.如项目39所述的设备，其中所述至少一个热源包括:
[0227]至少一个核反应堆。
[0228]41.如项目40所述的系统，其中所述至少一个核反应堆包括:
[0229]熔融盐冷却核反应堆系统、液体金属冷却反应堆系统、气冷反应堆系统和超临界流体冷却反应堆系统中的至少一种。
【主权项】
1.一种方法，包括: 接收一定体积的原料； 将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物； 使所述至少一种热解反应产物过热； 提供一定体积的过热蒸汽； 使所述一定体积的过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合； 经由至少一种水煤气变换反应使至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物； 在至少一个压缩阶段压缩所述至少一种合成气产物； 使压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇；以及 使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油。2.如权利要求1所述的方法，其中所述接收一定体积的原料包括: 接收一定体积的煤。3.如权利要求1所述的方法，其中所述将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物包括: 将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为包括焦油和不可冷凝气体中的至少一种的至少一种热解反应产物。4.如权利要求3所述的方法，其中所述将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为包括焦油和不可冷凝气体中的至少一种的至少一种热解反应产物包括: 将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为包括焦油、分子氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和乙烷中的至少一种的至少一种热解反应产物。5.如权利要求1所述的方法，其中所述经由至少一种水煤气变换反应使至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物包括: 在蒸汽重整过程期间将热能供应至所述过热的至少一种热解反应产物和所述一定体积的过热蒸汽以形成至少一种重整产物。6.如权利要求5所述的方法，其中所述在蒸汽重整过程期间将热能供应至所述过热的至少一种热解反应产物和所述一定体积的过热蒸汽以形成至少一种重整产物包括: 在蒸汽重整过程期间将热能供应至所述过热的至少一种热解反应产物和所述一定体积的过热蒸汽以形成包括分子氢和一氧化碳中的至少一种的至少一种重整产物。7.如权利要求5所述的方法，其中所述在蒸汽重整过程期间将热能供应至所述过热的至少一种热解反应产物和所述一定体积的过热蒸汽以形成至少一种重整产物包括: 在所述至少一个压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能； 在蒸汽重整过程期间将提取的热能的至少一部分供应至所述过热的至少一种热解反应产物和所述一定体积的过热蒸汽。8.如权利要求7所述的方法，其中所述在所述至少一个压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能包括: 在第一压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能；以及 在第二压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能。9.如权利要求1所述的方法，其中所述使所述至少一种热解反应产物过热包括: 将来自所述至少一种水煤气变换反应的热能供应至所述至少一种热解产物；以及 经由来自所述至少一种水煤气变换反应的供应的热能使所述至少一种热解反应产物过热。10.如权利要求1所述的方法，其中所述提供一定体积的过热蒸汽包括: 接收一定体积的水； 将来自所述至少一种合成气产物的至少一部分至一定体积的甲醇的转化的热能供应至所述一定体积的水以形成一定体积的饱和蒸汽；以及 将热能供应至所述一定体积的饱和蒸汽以产生一定体积的过热蒸汽。11.如权利要求1所述的方法，其中所述经由至少一种水煤气变换反应使至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物包括: 经由至少一种水煤气变换反应使所述至少一种重整产物的至少一部分转化为包括分子氢、一氧化碳和二氧化碳中的至少一种的至少一种合成气产物。12.如权利要求1所述的方法，其中所述使压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇包括: 通过除去来自所述至少一种合成气产物的至少一部分的热能使所述压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇。13.如权利要求1所述的方法，其中所述使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油包括: 经由甲醇-至-气体(MTG)转化工艺使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油。14.一种方法，包括: 接收一定体积的原料； 将热能供应至所述一定体积的原料以经由至少一种热解反应使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物； 使所述至少一种热解反应产物过热； 提供一定体积的过热蒸汽； 使所述一定体积的过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合；以及经由至少一种水煤气变换反应使至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物。15.—种设备，包括: 热解反应室，其用于容纳一定体积的原料； 第一热能转移系统，其与所述热解反应室和至少一个热源热连通，用于使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物； 第二热能转移系统，其与所述热解反应室的出口和内部热源热连通，用于使所述至少一种热解反应产物过热； 蒸汽发生器，其包括布置成使所述过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合的出 P ； 蒸汽重整器，其与所述热解反应室的出口和所述蒸汽发生器的出口流体连通，所述蒸汽重整器配置成使所述过热的至少一种热解反应产物和所述过热蒸汽转化为至少一种重整产物； 水煤气变换反应器，其与所述蒸汽重整器的出口流体连通并且配置成经由至少一种水煤气变换反应使所述至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物； 压缩系统，其与所述水煤气变换反应器的出口流体连通并且配置成在至少一个压缩阶段压缩所述至少一种合成气产物； 甲醇反应器，其与所述压缩系统的出口流体连通并且配置成使压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇；以及 甲醇-至-汽油反应器，其与所述甲醇反应器的出口流体连通并且配置成使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油。16.如权利要求15所述的设备，其中所述原料包括: 碳质材料。17.如权利要求16所述的设备，其中所述原料包括: 煤、生物质、混合来源的生物材料、塑料、垃圾和填埋场废物中的至少一种。18.如权利要求15所述的设备，其中所述至少一个热源包括: 至少一个核反应堆。19.如权利要求18所述的设备，其中所述至少一个核反应堆包括: 熔融盐冷却核反应堆系统、液体金属冷却反应堆系统、气冷反应堆系统和超临界流体冷却反应堆系统中的至少一种。20.如权利要求15所述的设备，其中所述第一热能转移系统包括: 直接热交换系统。21.如权利要求15所述的设备，其中所述第一热能转移系统包括: 间接热交换系统。22.如权利要求15所述的设备，其中所述第一热能转移系统包括: 传热元件，其容纳所述至少一种热源的工作流体。23.如权利要求22所述的设备，其中所述工作流体包括: 超临界流体。24.如权利要求15所述的设备，其中所述内部热源是所述水煤气变换反应器。25.如权利要求15所述的设备，其中所述至少一种热解反应产物包括: 焦油和不可冷凝气体中的至少一种。26.如权利要求25所述的设备，其中所述不可冷凝气体包括: 分子氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烧和乙烧中的至少一种。27.如权利要求15所述的设备，其中与所述水煤气变换反应器的出口流体连通并且配置成在至少一个压缩阶段压缩所述至少一种合成气产物的所述压缩系统包括: 第一压缩机，其与所述水煤气变换反应器的出口流体连通并且配置成在第一压缩阶段中压缩所述至少一种合成气产物；以及 第二压缩机，其与所述第一压缩机的出口流体连通并且配置成在第二压缩阶段中压缩所述至少一种合成气产物。28.如权利要求27所述的设备，还包括: 第三热能转移系统，其与所述压缩系统和所述蒸汽重整器热连通，所述第三热能转移系统包括配置成在所述第一压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能的第一热交换器和配置成在所述第二压缩阶段期间从所述至少一种合成气产物中提取热能的至少第二热交换器，其中所述第三热能转移系统被配置成将用所述第一热交换器提取的热能和用所述第二热交换器提取的热能供应至所述蒸汽重整器。29.如权利要求28所述的设备，其中所述第三热能转移系统与所述蒸汽发生器和所述蒸汽重整器热连通并且被配置成将热能从所述蒸汽重整器转移至所述蒸汽发生器。30.如权利要求15所述的设备，还包括: 外部水源；以及 第四热能转移系统，其与所述甲醇反应器和来自所述外部水源的一定体积的水热连通并且布置成将来自所述甲醇反应器的热能供应至来自所述外部水源的所述一定体积的水以形成饱和蒸汽。[例如，来自甲醇反应的热被用于产生饱和蒸汽]31.如权利要求15所述的设备，其中所述第二热能转移系统还被配置成将来自所述内部热源的热能转移至所述一定体积的水以形成饱和蒸汽。32.如权利要求15所述的设备，其中所述蒸汽发生器的入口与所述外部水源流体连通并且被布置成接收一定体积的饱和蒸汽，其中所述蒸汽发生器被配置成将热能供应至所述饱和蒸汽以形成过热蒸汽。33.如权利要求15所述的设备，其中来自所述蒸汽重整器的所述至少一种重整产物包括: 分子氢和一氧化碳中的至少一种。34.如权利要求15所述的设备，其中来自所述水煤气变换反应器的所述至少一种合成气产物包括: 分子氢、一氧化碳和二氧化碳中的至少一种。35.如权利要求15所述的设备，还包括: 炭燃烧器，其可操作地耦合至所述热解室的输出并且配置成燃烧从所述热解室接收的一定体积的炭，其中所述炭燃烧器与所述蒸汽重整器热连通并且被配置成将热能供应至所述蒸汽重整器。36.如权利要求15所述的设备，还包括: 另外的蒸汽发生器，其与所述至少一个热源的一部分热连通并且配置成使供应的水转化为蒸汽。37.如权利要求15所述的设备，还包括: 原料预加热器。38.—种设备，包括: 热解反应室，其用于容纳一定体积的原料； 第一热能转移系统，其与所述热解反应室和至少一个热源热连通，用于使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物； 第二热能转移系统，其与所述热解反应室的出口和内部热源热连通，用于使所述至少一种热解反应产物过热； 蒸汽发生器，其包括布置成使所述过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合的出P ； 蒸汽重整器，其与所述热解反应室的出口和所述蒸汽发生器的出口流体连通，所述蒸汽重整器配置成使所述过热的至少一种热解反应产物和所述过热蒸汽转化为至少一种重整产物；以及 水煤气变换反应器，其与所述蒸汽重整器的出口流体连通并且配置成经由至少一种水煤气变换反应使所述至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物。39.一种系统，包括: 至少一个热源； 热解反应室，其用于容纳一定体积的原料； 第一热能转移系统，其与所述热解反应室和所述至少一个热源热连通，用于使所述一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物； 第二热能转移系统，其与所述热解反应室的出口和内部热源热连通，用于使所述至少一种热解反应产物过热； 蒸汽发生器，其包括布置成使所述过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合的出P ； 蒸汽重整器，其与所述热解反应室的出口和所述蒸汽发生器的出口流体连通，所述蒸汽重整器配置成使所述过热的至少一种热解反应产物和所述过热蒸汽转化为至少一种重整产物； 水煤气变换反应器，其与所述蒸汽重整器的出口流体连通并且配置成经由至少一种水煤气变换反应使所述至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物； 压缩系统，其与所述水煤气变换反应器的出口流体连通并且配置成在至少一个压缩阶段中压缩所述至少一种合成气产物； 甲醇反应器，其与所述压缩系统的出口流体连通并且配置成使压缩的至少一种合成气产物的至少一部分转化为一定体积的甲醇；以及 甲醇-至-汽油反应器，其与所述甲醇反应器的出口流体连通并且配置成使所述一定体积的甲醇的至少一部分转化为一定体积的汽油。40.如权利要求39所述的设备，其中所述至少一个热源包括: 至少一个核反应堆。41.如权利要求40所述的系统，其中所述至少一个核反应堆包括: 熔融盐冷却核反应堆系统、液体金属冷却反应堆系统、气冷反应堆系统和超临界流体冷却反应堆系统中的至少一种。
【专利摘要】碳质材料的气化包括：接收一定体积的原料，将热能供应至一定体积的原料以经由至少一种热解反应使一定体积的原料的至少一部分转化为至少一种热解反应产物，使至少一种热解反应产物过热，提供一定体积的过热蒸汽，使一定体积的过热蒸汽与过热的至少一种热解反应产物混合以及经由至少一种水煤气变换反应使至少一种重整产物的至少一部分转化为至少一种合成气产物。
【IPC分类】F23G5/027
【公开号】CN105339736
【申请号】CN201480026526
【发明人】乔舒亚·C·沃尔特, 塞缪尔·斯科特·古德里奇
【申请人】泰拉能源公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】EP2971959A1, US9376639, US20140275678, WO2014152645A1