用于反应器的耐腐蚀表面的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在水的临界点(例如，374°C和22.lMPa/218atm)的温度以上，水可表现为可调节的溶剂并且取决于温度和压强可具有可调整的性质。在这样的条件下，煤可通过水解分解，并且煤的裂解产物可溶于超临界水中，因此使焦油和炭形成最小化。煤的该处理可在超临界水气化反应器中进行。
【发明内容】
[0002]在一些实施方式中，提供了反应器。该反应器可包括反应室。反应器可包括至少部分围绕反应室的金属表面。反应器可包括设置在金属表面的至少一部分和反应室之间的耐腐蚀陶瓷层。耐腐蚀陶瓷层可以是带负电的。
[0003]在一些实施方式中，提供了一种气化有机材料的方法。该方法可包括提供反应器。反应器可包括反应室、至少部分围绕反应室的金属表面，和设置在金属表面的至少一部分和反应室之间的耐腐蚀陶瓷层。耐腐蚀陶瓷层可以是带负电的。该方法可包括将有机材料设置在反应室中。该方法可包括在反应室中使水与有机材料接触。在一些实施方式中，水至少处在超临界温度和超临界压强。该方法可包括从反应室回收气体产物。
[0004]在一些实施方式中，提供了一种制备反应室的方法。该方法可包括提供液体混合物，一个或多个电极至少部分设置在液体混合物中。该液体混合物可包括分散在溶剂中的陶瓷粉末。该方法可包括将金属表面至少部分设置在液体混合物中。该方法可包括在电极和金属表面之间施加电压，以在金属表面上形成耐腐蚀陶瓷层。耐腐蚀陶瓷层可以是带负电的。该方法可包括使用至少金属表面形成反应室。在一些实施方式中，耐腐蚀陶瓷层设置在金属表面的至少一部分和反应室之间。
[0005]前述内容仅仅是示意性的并且决不旨在以任何方式是限制性的。除了上述示意性方面、实施方式和特征，进一步的方面、实施方式和特征通过参考附图和下述说明书将变得显而易见。
【附图说明】
[0006]图1A是根据一些实施方式的反应器壁的横截面的示意图。
[0007]图1B是根据一些实施方式，在图1A的层的不同位置电势的示意图。
[0008]图2是根据一些实施方式，具有负电势层的反应器壁的横截面的示意图。
[0009]图3是根据一些实施方式，排斥腐蚀性离子的负电势层的示意图。
[0010]图4是根据一些实施方式，图解一种气化有机材料的方法的流程图。
[0011]图5是根据一些实施方式，图解制备反应室的方法的流程图。
[0012]图6是根据一些实施方式，配置为制造反应器的至少一部分的装置的示意图。
[0013]发明详述
[0014]在下述详细说明书中，参考形成说明书一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组分，除非上下文另外指出。在详细说明书、附图和权利要求中描述的示意性实施方式并不意味着是限制性的。在不背离本文主题的精神和范围的情况下，可使用其他实施方式，和可作出其他改变。容易理解，本公开如本文大体上描述和图中阐释的方面可以各种不同的构造设置、替换、组合、分开和设计，本文明确考虑所有这些。
[0015]反应器可用于气化，例如煤的气化。但是，在水的临界点以上的温度，腐蚀性溶质可沉淀，损害反应器的壁和缩短反应器可用的寿命。本文公开的一些实施方式提供了耐腐蚀表面，其可用于例如反应器中。这些耐腐蚀表面可包括例如耐腐蚀陶瓷层。
[0016]在一些实施方式中，耐腐蚀层提供在反应器的反应室的至少一个表面上。耐腐蚀层可以是带负电的。在一些实施方式中，耐腐蚀层具有分段负电势，从而层的电势在耐腐蚀层的最外表面最弱，和在面向反应室的表面最强。不希望被任何具体的理论限制，耐腐蚀层的负电势可排斥腐蚀性溶质，尤其带负电的或包括负电荷的那些。
[0017]在一些实施方式中，反应器可包括反应室和至少部分围绕反应室的金属表面。反应器可包括设置在金属表面(或其一部分)和反应室之间的耐腐蚀层(其可包括陶瓷)。在一些实施方式中，耐腐蚀层是带负电的。在一些实施方式中，带负电的层可以是分段层。
[0018]图1A是根据一些实施方式，反应器壁100的横截面的示意图。反应器壁100可由金属层101和耐腐蚀层102形成。金属层101可至少部分围绕反应室103。金属层101可包括至少一个金属表面104。耐腐蚀层102可设置在金属层101和反应室103之间。图1B是在图1A中各个位置的电势的示意图。如图1B中所显示，在一些实施方式中，耐腐蚀层102的电势106可从最靠近金属表面104的耐腐蚀层的表面至面向反应室103的耐腐蚀层102的表面105分段。
[0019]在一些实施方式中，反应器配置为用于有机材料的超临界气化。在一些实施方式中，有机材料包括煤。在一些实施方式中，反应器配置为经受的温度大于或等于约水的超临界温度，和反应器配置为经受的压强大于或等于约水的超临界压强(例如，374°C和
22.lMPa/218atm)。在一些实施方式中，反应器配置为经受的温度和/或压强使得反应器即在温度大于或等于约水的超临界温度下，也在压强大于或等于约水的超临界压强下基本上不被损坏、变形、结构上受损、破坏和/或降解。
[0020]在一些实施方式中，水的临界温度是374°C，并且在22.1Mpa下。在一些实施方式中，反应器可经受的温度大于水的超临界温度至少约1 %，例如大于水的超临界温度至少约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50 %、60 %、70 %、80 %、90 %、100 %、150 %、200 %、300 %、400 或 500 %，包括任何两个列举的值之间的范围。在一些实施方式中，反应器可经受的温度大于水的超临界温度至少约1°C，例如大于水的超临界温度至少约1°C、2°C、3°C、4°C、5°C、6°C、7°C、8°C、9°C、10°C、11 °C、12 °C、13 °C、14 °C、15 °C、16 °C、17 °C、18 °C、19 °C、20 °C、25 °C、30 °C、35 °C、40 °C、45 °C、50 °C、55 °C、60 °C、65 °C、70 °C、75 °C、80 °C、86 °C、90 °C、95 °C、100 °C、110 °C、120 °C、130 °C、140 °C、150 °C、160 °C、170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、250 °C、300 °C、350 °C、400 °C、450 °C、500 °C、550 °C、600 °C、650 °C、700 °C、750 °C、800 °C、850 °C、900 °C、950 °C、1000 °C、1500 °C、2000 °C、2500 °C、2626 °C或3000 °C，包括任何两个列举的值之间的范围。
[0021]在一些实施方式中，耐腐蚀层包括硅酸铝材料。在一些实施方式中，耐腐蚀层包括沸石或蒙脱土的至少一种。在一些实施方式中，耐腐蚀层包括至少一种沸石和至少一种蒙脱土。
[0022]在一些实施方式中，耐腐蚀层的厚度是约1 μπι至约50，000 μπι或更厚。在一些实施方式中，耐腐蚀层的厚度是至少约0.1 μ m，例如，厚度是约0.1 μπκ? μπκ?ο μπκΙΟΟ μπκ200 μπι、300 μπι、400 μπι、500 μπι、600 μπι、700 μπι、800 μπι、900 μπι、1000 μπι、1500 μπι、2000 μ m、3000 μ m、4000 μ m、5000 μ m、6000 μ m、7000 μ m、8000 μ m、9000 μπι、10，000 μπι、11，000 μπι、12，000 μπι、13，000 μπι、14，000 μπι、15，000 μπι、20，000 μπι、30，000 μπι、40, 000 μπι或50，000 μm,包括任何两个列举的值之间的范围或大于列举的值的任何一个。在一些实施方式中，耐腐蚀层可以是陶瓷。在一些实施方式中，耐腐蚀层的厚度可大于10nm。在一些实施方式中，耐腐蚀层的厚度可大于100nm。
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