催化剂的电激活方法和装置的制造方法_3

文档序号:9353920阅读:来源:国知局
例如,与反应器100、累加器203和冷阱206相关联的某些电机配件示出了,但不讨论其任何细节,因为它们对于本领域而言是它们是常用和众所周知的。对于另一个例子,栗/压缩机209的操作和执行的描述也将基于同样的原因省略。
[0046]现在转到图3A?图3C,更详细地示出了图1中的反应器100的一个具体的实施例,图3A?3C分别为反应器100的侧面,顶部和底部平面图。具体地,反应器100包括由金属制成的管300和同心配置的圆柱形加热器303。在此具体实施例中,还包括反应产品的出口 306以及反应物的入口 309,312,反应物分别为气体原料和液体原料。入口 309处还包括喷雾器321,或空气石,从而导致在操作过程中气体原料以冒泡形式通过液体。
[0047]在管300内设置有多个固体催化剂板315(仅示出一个)。固体催化剂板315层叠设置使它们彼此接触。它们包括固定到圆形铜框上的铜网,这两者都不是单独示出。一对电气连接装置318从外部电源(未示出)接收功率并且电连接到固体催化剂板315。在操作中,提供电源到电气连接装置318,由于铜是导电的,短路可以通过导电板315。
[0048]在大多数情况下,短路施加力是非常突然。直流电流产生单向力,同时交流电产生的振动力。这些短路力必须首先通过发生短路的导体吸收。因此,导体应具有足够的强度的来承受这些力而不会导致永久变形。铜可以满足这一要求,因为与其他导体材料相比,它具有较高的强度。
[0049]本领域技术人员将理解,受益于本文的教导,各种组件的身份,配置和处理是实施具体的细节。例如,如果管300是塑料的,那么加热器303就要置于管300内,固体催化剂板315置于管300内。此外,固体催化剂板315可以使用如上所述材料适合的其它材料和其它结构。还要注意的是,一些实施例可以使用不导电的固体催化剂,而可能使用如上所述导电的催化剂载体。这些和其他这样的变化都在本文公开技术的范围之内。
[0050]反应器100限定了反应容器330。在该【具体实施方式】中,反应容器330是封闭的。然而在其他实施例中也可以使用开放的反应容器。开放的反应器与封闭的反应器是相同的,除了其顶端是向环境开放,从而液体可以分别流出去,或在洗涤器中运行,并从反应器顶部引入。同样地,在本实施方式中,催化剂(即固体催化剂板315)是被反应容器330围绕的,但是在一些实施方式中,催化剂也可以围绕反应容器。例如,催化剂可以是圆柱形,或支撑在圆柱形载体上,并设置在反应器100内,以便它们沿着其内壁排列。
[0051]第一次在图2中示出的累加器302更详细地显示图4A-图4D,图4A-4D分别是累加器203相对的侧面,顶部和底部平面图。累加器203包括一些具体实施特征,如浮子式传感器水平(float-type sensor level) 400,压力传感器403,热电偶406,和减压阀409。它还包括用于补给水的入口 412,通至冷阱206的出口 413,从反应器100的入口 415,到反应器100的出口 428,及多个加热棒421。
[0052]第一次在图2中示出的冷阱206更详细地显示在图5A?图中,其分别为冷阱206相对的侧面,顶部和底部平面图。冷阱206包括分别至冷却器(未示出)的出口 500和入口 503,在下面实施方式中将更全面描述,冷却器使冷却剂循环通过线圈506。在特定的实施方式中,它还包括水位传感器509和热电偶512。最后,它还包括通至反应器100的出口 515 和入口 518。
[0053]图6是该图2中的系统600在一个【具体实施方式】中的示意图。该示意图包括图2中省略的【具体实施方式】。例如,多个流量计603,附加的压力传感器606,热电偶609,pH传感器612,止回阀615和流量控制阀618。系统600还包括冷却器621及与其一起操作的如上所述的冷阱206。
[0054]图6示出了操作中的系统。累加器203从没有示出的新供应处接收气体和液体原料624,627。该气体和液体原料624,627是反应物,在此具体实施例中,具体为二氧化碳(CO2)和新鲜水。在一些实施例可以采用两个气体原料。气-气原料如蒸汽和甲烷或0)2来实现水煤气变换反应。在一些实施例中,还可以采用一氧化碳(CO)和氢(H)的催化费托合成反应(Fischer Tropsche react1ns) 0其他实施例可以采用两种液体原料。对于液-液反应,两种液体反应物可引入到反应器中以产生的新产品。
[0055]需要注意的是原料的身份是实施具体要求的,并且可以有如上所述多种变化。也如上所述,在一些实施例中,可以使用两种气体原料或两种液体原料,而不是一种气体和一种液体原料。同样地,原料的数量可以根据实施方式变化,并且可以包含比所示的两个更多或更少的原料。累加器203还从反应器100通过线路630接收气体产品。
[0056]因此,在操作期间,累加器203包含由气态原料,液体原料,和气体产品组成的气体和液体的混合物。加热器633包括如图4A?图4C中所示加热棒421,加热该混合物至产品的沸点。累加器203的气态混合物主要包括产品和气体原料624,然后从累加器203的顶部通过线路636输送到冷阱206。累加器203的液体混合物主要包括液体反应物627,然后通过线路639从累加器203的底部输出到反应器100。
[0057]冷阱206不仅接收来自累加器203的气态混合物,还接收气态原料624的新鲜补给。这是一个可选的功能,也可以省略。同样地,到冷阱206的新鲜供给可以是来自不同的源,而不是来自累加器203。冷阱206包括另一种液体/气体混合物,液体来自冷却器624。冷却器624排放出液体/气体混合物并将其冷却,压缩更多的气体为液体。在这个过程中,所述液体可以排放之后就产生了产品642。一些来自该混合物的气体可以是气体产品和气体原料624的组合,然后通过线路645循环回反应器100。
[0058]所以,除了从线路639接收液体混合物,反应器100还通过线路645接收来自冷阱206的气体产品/气体原料混合物。因此反应器100的主要是液体原料627(来自累加器203的液体混合物)和气体原料624(来自冷阱206)和一些气体产品(来自冷阱624)。来自冷阱206的气体成分以气泡向上形式通过分布器321进入反应器100。
[0059]如上所述,固体催化剂板315 (仅用一个示意,并且只是概念性图示)从电源648接收电能。在本实施方式中,采用交流电源,但在其他实施例中,也可以是直流电源。因此,从电源648输出的电功率信号的性质可以根据实施方式在很大范围内变化。其他操作特性,如电流和电压将是特定的实现方式,受益与本文的教导,将能够很容易地实现。
[0060]固体催化剂板315是铜制的从而也是导电的。通过它们彼此接触实现短路。这种电激活铜作为催化剂,用于与气体原料和液体原料的反应中,反应如上所述快速地进行,且如上述的气体产品通过线路530返回到累加器203。
[0061]产生的产品642可有多种使用方式,这主要取决于它是什么。技术人员应理解,受益与本文的教导,原料的选择将影响产生的产品是什么。类似地,固体催化剂的选择也要遵循这个原理以促进反应。
[0062]例如,考虑本文公开的如图7中的应用。此具体实施例是用于车辆减排和提供混合动力,而不是显示其他的。来自单位的产品有高辛烷值的烃类气体,其可以反馈到发动机以提高工作效率。也可以是简单的有机化学物质的稳定水性溶液,例如甲酸,其可以稍后被处理或作为液体废物倒掉。发动机700可以采用常规动力用汽油,柴油燃料,其它石油基燃料或来自系统705的液体和/或气体产品。系统705的常规汽油动力侧(convent1nalgasoline powered side)未示出,用于将产生的产品替换成汽油的其他各种组分也没有示出。
[0063]该系统705包括反应器100和累加器203,其
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