用于隔离废料和存储能量的液体燃料的制作方法
【专利摘要】公开了用于生成隔离污染物和存储能量的多用途液体燃料的技术、系统、装置和材料。在一方面中，生产液体燃料的方法包括形成气体燃料(例如利用从外部热源中回收的余热，通过分解生物质废料)。可获得从工业加工排放的二氧化碳，并与气体燃料反应以生成液体燃料。有害污染物可被溶解在液体燃料中，液体燃料作为针对溶液或胶体的将有害污染物的与环境相隔离的溶剂或连续相。所述有害污染物可包括碳供体和氢供体中的至少一种。
【专利说明】用于隔离废料和存储能量的液体燃料
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求了 2012年7月5日提交的美国非临时申请13/542，610的优先权，上述美国非临时申请是2011年8月12日提交美国临时申请N0.61/523267的延续案，上述申请的每一个的全部内容均通过引用合并于此。但凡通过引用合并于此的上述临时申请和/或任何其他材料与本申请中突，本申请都有支配权。
【背景技术】
[0003]本申请涉及用于形成燃料和隔离燃料中的废料(如有害污染物)的装置、技术和材料。
[0004]工业革命产生了基础设施、机械化设备、家电和通信系统，以刺激文明世界的70亿人每年燃烧超过一百万年的化石煤炭、石油、天然气和页岩沉积物。此外，工业革命中全球规模的参与产生了有限资源枯竭和经济通货膨胀、由空气、水和土壤污染引发或加重了的疾病导致的生产力下降，缺乏接纳长期成就所需工作道德标准的信心，及通过释放甲烷和来自先前的冻土的其他温室气体、熔化冰块、和洋底、河流、湖泊和河岸地区的厌氧过程等威胁引发更严重的气候变化的全球变暖等相互关联的问题。
【发明内容】
[0005]公开了用于产生可存储和运输的液体燃料的技术、结构、装置和材料。另外，所述液体燃料可被用作隔离和除去废料(如有害废料)的溶剂或连续相。
[0006]在一方面中，一种生产用于将废料与环境相隔离(如有害污染物)和存储能量的液体燃料的方法，包括提供或形成液体燃料。例如，形成液体燃料可包括首先利用厌氧反应对生物质废料分解以产生烃 和醇的至少一种的。该反应可使用从外部热源中回收的余热。生物质中的烃可被分解以生成碳和氢气。生物质中的醇可被用作液体燃料或类似地被分解。从工业过程中可获得排放的二氧化碳。获得的二氧化碳可与气体燃料(如从生物质废料分解中)反应以生成液体燃料。诸如有害污染物的废料可被掺入液体燃料，该液体燃料充当溶剂或连续相。所得溶液或胶体可将废料与环境相隔离。
[0007]实施方式可选地可包括以下一个或多个特征。该方法可包括将从外部热源回收的余热应用到所述溶液或胶体，以生成氢/碳比高于所述溶液或胶体的氢/碳比的气体燃料。该方法可包括在从外部热源回收余热的存在下分解所述溶液或胶体的液体燃料以生成氢气和一氧化碳。液体燃料可包括醇(如甲醇)或氨。该方法可包括在应用从外部热源回收的余热以产生氢气和一氧化碳之前，输送所述溶液或胶体到远端位置。分解生物质废料可包括产生氢气。分解生物质废料可包括产生一个或多个除氢气以外的碳供体。该方法可包括将一个或多个碳供体与氢气反应以生成醇。该方法还可包括将一个或多个碳供体与水反应以生成醇。
[0008]所述有害污染物可包括胶态碳、脂肪、碳水化合物、糖、聚合物厂的不合格的废料、工业过程排放的二氧化碳、煤灰尘、颗粒灰尘、聚合物加工的灰尘、和乙醇工厂废料流的蒸馏物中的至少一种。该方法可包括在所述污染物与所述液体燃料混合之前从所述污染物中分离卤素和致癌物质的至少一种。生物质废料的分解可产生湿醇，所述湿醇可被用作液体燃料，以与有害污染物结合以生成将有害污染物与环境相隔离的溶液或胶体。所述有害污染物可包括碳供体、氮供体和氢供体的至少一种。所述液体燃料可被制备，例如，通过使氢气与一个或多个碳供体反应。所述液体燃料还可通过将一个或多个碳供体与水反应来制备。
[0009]在本说明书中描述的技术方案潜在地可提供一个或多个以下优点。来自工业污染的氢气(如生物质的分解)和碳供体(如二氧化碳和一氧化碳)可被重新利用以产生液体燃料。另外，所述液体燃料可被用作用于溶解有害污染物以生成溶液或胶体的溶剂或连续相，所述溶液或胶体还可以是可再生燃料的前体。通过在液体燃料中结合污染物，可将所述污染物的有害作用与环境隔离开来。
[0010]附图简要说明
[0011]图1为示出了从氢气和循环的碳供体生成液体燃料的示例性工艺的工艺流程图。
[0012]图2为利用液体燃料隔离有害污染物工艺的工艺流程图。
[0013]图3为从空气或废产物中重新利用氮气以生成可以隔离和除去有害污染物的液体燃料的示例性工艺的工艺流程图。
[0014]图4A为示出了用从生物质分解中产生的氢供体重新利用或循环利用从空气或工业废料中收获的碳供体和氮供体来生成液体燃料的示例性系统的框图。
[0015]图4B为示出了将生物质废料分解为承载氢和碳的中间体的示例性系统的框图。
[0016]图5为示出了利用液体燃料作为溶剂来溶解有害污染物以得到将污染物的有害作用与环境隔离开来的溶液或胶体的示例性系统的框图。
[0017]图6为生成如上所述的隔离有害污染物和存储能量的多用途液体燃料的示例性工艺的工艺流程图。
[0018]图7为示出了生成如上所述的隔离有害污染物和存储能量的多用途液体燃料的示例性系统的框图。
[0019]图8为根据本发明技术的又一实施例的系统的框图。
[0020]图9为根据本发明技术的又一实施例的系统的框图。
[0021]在各个附图中相同的参考符号和命名表示相同的元件。
[0022]详细说明
[0023]贯穿本发明，单数术语“一(a)”、“一(an)”和“所述(the) ”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。类似地，词语“或”意图包括“和”，除非上下文另有明确说明。
[0024]公开了用于生成可存储、可运输、并作为可再生燃料消耗的液体燃料的技术、结构、设备和材料。另外，所述液体燃料可被用作隔离和去除有害污染物的溶剂或连续相。
[0025]形成用于隔离和去除污染物的液体燃料
[0026]在本发明技术实施例中所使用的液体燃料可被提供或形成。例如，液体燃料可通过从存储结构中去除它们来提供。液体燃料可从前体(如来自生物质分解的天然气和气体燃料)中形成。例如，来自天然气或生物质分解的甲烷可被改良以产生氢气，所述氢气可被用于形成液体燃料，如甲醇。生物质废料(如木质素和纤维素)可被分解以产生有用的可再生材料(如烃、醇、氨、氢和碳氧化物)的混合物。2011年2月14日提交的美国申请13/027，068描述了用于生物质废料分解的若干示例性技术和系统。简短地说，下面的方程式I示出了用于生物质废料分解的示例性工艺。
[0027]CxHyOz+热量(HEAT) — CH4+H2+C02+C0 (I)
[0028]使用方程式I中描述的工艺，几乎所有的有机材料都可在很大程度上被转化为诸如甲烷(CH4)的燃料，用于在现有的天然气基础设施中分配和存储。下面的方程式2示出了用于从典型的生物质废料(如葡萄糖、木质素和纤维素原料)中生产甲烷的总体反应的概括。
[0029]C6H12O6+ 热量(HEAT) — 3CH4+3C02 (2)
[0030]在一些实施方式中，生物质分解反应可生成醇，如甲醇，作为易存储和运输的液体燃料和化学前体。甲醇或“木醇”可通过部分燃烧以加热木质纤维废料或通过厌氧加热工艺来提取。方程式3和4总结了通过选择不同的厌氧操作温度、压力和催化剂获得的甲醇的产出。
[0031]C6H12O6+热量(HEAT) — 6C0+6H2 (3)
[0032]6C0+6H2 — 3CH30H+3C0 (4)
[0033]在反应器中，在较高的进料速率和/或较低的热释放速率下，载料并未达到方程式I中所示的生成气体的较高温度，因此，分解过程生成醇，如甲醇。一氧化碳可从甲醇中通过冷却甲醇蒸汽被分离以形成液态甲醇。分离出的一氧化碳可被用于给发动机供给燃料、通过利用燃烧器组件经燃烧释放热量、和/或通过方程式5中总结的一氧化碳与水反应来形成氢气。在方程式5中总结的反应中生成的氢气可被用来生成方程式4中所示的甲醇，以提闻发动机的运转、提闻生物质转化中甲烧和/或乙烧的广量、和/或作为加热燃料。
[0034]CCHH2O — H2+C02 (5)
[0035]从生物质废料分解中产生的烃类和醇类可被进一步分解以生成碳和氢气。方程式6示出了分解烃类燃料以得到氢气和碳的一般过程。方程式7示出了用于分离甲烷为碳和氢气的具体反应。
[0036]CxHy+ 热量(HEAT) — XC+0.5YH2 (6)
[0037]CH4+ ▲ H298k — 2H2+C ( ▲ H298K=79.4kJ/mol) (7)
[0038]方程式8示出了用于通过厌氧分解乙醇以得到碳、一氧化碳和氢气的反应。类似的反应可被用于分离其它燃料醇。
[0039]C2H5OH+ 热量(HEAT) — C+C0+3H2 (8)
[0040]所产生的碳可用于生产以碳为基础的耐用品，如可被用于生产各种的在风力发电、太阳能发电等使用 的设备的材料中。
[0041]从分解醇，如甲醇和诸如甲烷的烃类中收集的氢气可被用于生产具有多用途的液体燃料。在一方面中，可通过H2与碳供体，如CO2或CO，反应生成液体燃料，所述碳供体可从工业过程(如污染)中获得和重新利用或循环利用。
[0042]此外，H2可通过任何其它能量诱导的分解获得，包括从厌氧开发的来自有机消化过程的酸和酒的电解，通常如方程式9示出的由水得到。
[0043]H2O+ 能量(ENERGY) — 0.502+H2 (9)
[0044]加压的氢气或加压和加热的氢气，如可通过方程1、3、5中示出的加压工艺生成，8可用于在反应中加压碳供体，以形成具体所需的化合物，如甲醇、乙醇和/或其它醇类和/或二甲醚(DME)、乙醚(DEE)和其他再形成的(respeciated)化合物。
[0045]在另一方面，降低以往有害污染物的蒸汽压或蒸汽压有效性的能量密度高的液体混合物是由一方法生成的，所述方法包括通过应用从外部热源回收的余热利用有氧反应来分解生物质废料以生成烃和醇的至少一种。烃和醇的至少一种被分解以产生碳和氢气。从工业过程中收获排放的二氧化碳。收获的二氧化碳与氢气反应以生成氢密度高的中间体或燃料。将有害的污染物溶于充当溶剂的氢密度高的燃料中，以生成将有害污染物与环境相隔离的液体混合物。有害的污染物可包括碳供体和氢供体的至少一种。所述液体混合物可通过该方法制备，所述方法包括将从外部热源或其它外部热源回收的余热应用到所述液体混合物，以生成氢/碳比例高于从生物质废料分解中产生的烃和醇的可再生燃料混合物。能量密度高的液体混合物可通过该方法制备，所述方法包括在从外部热源或其它外部热源回收的废热的存在下，分解氢密度高的中间体以生成高比能量的氢和一氧化碳。氢密度高的中间体或燃料可包括烃、醇和氨的至少一种。所述烃可包括甲烷、且所述醇可包括甲醇。能量密度高的液体混合物可通过该方法制备，所述方法进一步包括在应用从外部热源或其它外部热源回收的废热以生成高比(high specific)能量的氢和一氧化碳之前，输送该氢密度高的中间体到远程位置。能量密度高的液体混合物可通过该方法制备，所述方法进一步包括在施加从外部热源或其它外部热源回收的废热以生成高比能量的氢和一氧化碳之前，输送该液体混合物到远程位置。
[0046]所述能量密度高的液体混合物可通过分解包括产生氢气(除了烃和醇)的生物质废料的工艺来制备。能量密度高的液体混合物可通过包括分解生物质废料的方法来制备，所述分解生物质包括产生一种或多种碳供体(除了所述烃和醇之外)。能量密度高的液体混合物可通过该方法制备，所述方法包含将一个或多个碳供体与产生于生物质废料的氢气反应，以生成氢密度高的醇。能量密度高的液体混合物可通过该方法来制备，所述方法包括将一个或多个碳供体与水反应的方法以生成额外的醇。有害污染物可包括胶体碳、脂肪、碳水化合物、糖、聚合物的不合格的废料、工业过程排放的二氧化碳、煤灰尘、颗粒灰尘、聚合物加工的灰尘和乙醇工厂废料流的蒸馏物中的至少一种。能量密度高的液体混合物可通过该工艺制备，所述工艺包括从所述污染物过滤掉卤素和致癌物质的至少一种。
`[0047]图1示出了用于从H2和可回收的碳供体生成液体燃料的示例性工艺100的工艺流程图。系统(如下面示出的图4A中的系统400)可获得H2，如通过改良天然气或生物质废料分解的产物(110)。碳供体，如CO2或者CO，可以通过工业生产过程收获(120)。碳供体可包括例如从中央发电厂、炼焦和燃烧的烃类的煅烧过程中或从啤酒厂和面包店作为污染被排放的CO2或者CO。然后H2可与收获的碳供体反应生成液体燃料(130)。
[0048]来自适合源的氢气，如通过方程式1-9总结的产物，可与碳的氧化合物反应以生成可便于存储、运输和使用的各种燃料(例如方程式10和11中说明性示出的甲醇)
[0049]C0+2H2 — CH30H(AH=-21.66Kcal/g_mol) (10)
[0050]C02+3H2 — CH30H+H20(AH=-11.83Kcal/g_mol) (11)
[0051]在一些实施中，可在方程式10和11的工艺中添加催化剂。这些催化剂可包括铜锌氧化物和堆积的铜与铜-锌氧化物的烧结混合物。可使用包括约260°C (500° F)的温度和1500psi的压力在内的多种工艺合成条件生产所示的甲醇或甲醇和水。可替换的是，可取决于选择的压力、温度和催化剂来生成二甲醚(DME)、乙烯、二乙醚(DEE)或丙烯。[0052]通过由方程式10和11总结的工艺生成的甲醇和水溶液可以用作用于废料(例如可溶性有机废料)的溶剂或连续相，所述废料还可以充当氢和/或碳供体。可溶性有机物，例如可包括含有可溶性碳的各种有害污染物，如食品加工的废料(例如，脂肪、碳水化合物和糖)、胶体碳、工业过程的废料(如未被再循环生成聚合物的聚合物废料)、造纸过程废料、颗粒粉尘、废蜜残留物和各种化石燃料工业过程的残余物(例如煤尘、焦炭、和石焦油等)，均可用方程12中所示的工艺中的“C”描述。
[0053]CH30H+H20+ “C” +热量(HEAT) — 2C0+3H2 (12)
[0054]液体燃料可被用作溶剂或连续相与有害污染物结合以生成将有害污染物从环境中隔离开来的溶液或胶体140。如参考下面图6描述的，所述污染物(如，可溶性有机物)可改进一氧化碳(CO)和氢气(H2)的产生。所述溶液或胶体可在经吸热反应之前被存储和/或输送到其他位置以生成气态燃料。[0055]在污染物中存在的某些物料(例如，卤素和致癌物)可在污染物与液体燃料结合之前被过滤除出去。例如，卤素或致癌物可与污染物中的另一化合物发生反应。某些卤素可与废气中的化合物反应生成盐类，如NaCl。出现的任何硫氧化物例如可通过用钙将它们沉淀以生成硫酸钙的方式被过滤掉。硫磺可与铁反应生成可用作植物营养成分的硫化铁。
[0056]图2为使用液体燃料隔离有害污染物的另一工艺200的工艺流程图。工艺200与工艺100相似，区别在于工艺200包括从液体燃料中过滤去除卤素和致癌物的步骤(见步骤250)。具体的，系统(例如下面图5中示出的系统500)可获得H2 (例如通过改良生物质废料分解的产物(210)。所述系统还可以收获碳供体，如来自工业过程的CO2和CO (220)。收获的碳供体可包括例如从中央发电厂、炼焦和燃烧烃类的煅烧过程或从啤酒厂、面包厂作为污染被排放的CO2或者CO。H2可与收获的碳供体反应生成液体燃料(230)。如方程式12所示，所述液体燃料可以用作有害污染物的溶剂或连续相，以便生成将有害污染物与环境隔离开来的溶液或胶体(240)。之后，所述系统可利用以上描述的技术从有害污染物中过滤掉卤素和致癌物(250)。
[0057]在本发明技术的一些实施例中，所描述的技术、设备和系统很容易接受包括水和/或氧化成分的燃料溶液。因此，消除水和/或氧化成分是不必要的，通过消除与无水地和/或无氧化成分地生产和存储燃料相关的设备和能量的需要，可减少燃料的生产成本。另外，所描述的技术可通过减小或消除现有的电池和燃料液体内的水溶液之间的浓度梯度来降低燃料毒性。此外，所描述的技术可有利于促进如方程12概括的高能燃料的热化学再生。如上所述，碳可由如甲醇的液体燃料组分输送和提供，液体燃料组分可作为载体安全和有益地处理不良或废弃的物质，如颗粒尘、煤尘、聚合物废气、轮胎尘、柴油机烟、油漆味、切削液、和烹饪油烟。不良的物质如过期药物、腐烂的食物、和/或致癌物质可被并入着色燃料的或其它被认为是“变性”发动机燃料的燃料以避免意外的消耗或摄取。对非常理想的氢特征燃料(nH2+C0)进行TCR处理后的分层燃烧对消除了对个人和环境的潜在危害或个人和环境所处的潜在危险。
[0058]来自空气或来自污染物的氮气可用来生成氨(NH3)。图3显示了用于再利用来自空气或废料的氮气以生成可隔离和去除有害污染物的液体燃料的示例性工艺300的工艺流程图。系统(如下面图4A中示出的系统400)可获得H2 (例如通过改良生物质废料分解的产物(310))。所述系统还可从工业过程或空气中收获氮气(320)。收获的氮气可例如是中央发电厂、炼焦和燃烧烃类的煅烧过程或啤酒厂和面包店排放的污染的一部分。H2可与收获的氮气反应生成液体燃料(330)。与方程式12类似，氨气可被用作溶剂或连续相与有害污染物结合以便生成将将有害污染物与环境相隔离的溶液或胶体(340)。在某些实施中，所述系统利用如上所描述的技术可从有害污染物中过滤掉卤素和致癌物(350)。
[0059]对如来自空气燃烧过程的如二氧化碳或一氧化碳等碳的氧化物的再利用或回收通常构成了隔离或调节氮气污染物的问题。通过电弧、电晕、微波和辐射离子化提供了用于制备反应性离子物质混合物值的另一工艺差异。可将一氧化碳、氢气(如通过方程式6或7中所描述的工艺生成的氢气)和氮气的混合物反应以生成如方程式13中所示的CH3OH和NH3。
[0060]C0+5H2+N2+ 能量(ENERGY) — CH30H+2NH3 (13)
[0061]此外，从发动机废气中分离出的氮气可被用作热高压过程的覆盖气体。分离的氮气可与氢气反应以形成氨或多种化合物。另外，各种“固氮”过程包括从氮气合成氨和对氢加压以用于甲醇合成。方程式14示出了氨气形成的过程。
[0062]3H2+N2 — 2NH3 (14)
[0063]氮气的其他来源可包括在郎肯(Rankine)循环和联合循环(例如燃烧涡轮机热源用于蒸汽轮机)中利用空气燃烧天然气(NG)的发电厂等，具有约占烟气排放3-6%的C02。烟气排放的平衡可以是如方程式15中所示的氮气、水蒸气和低浓度的各种温室气体。
[0064]CH4+ 空气(.8N2+.202) — N2+C02+H20 (15)
[0065]燃煤型郎肯(Rankine)循环发电机组除了氮气外可具有约占烟气排放10-12%的C02。方程式16概述了空气和煤燃烧生成氮气和CO2的大概过程
[0066]煤+ 空气(.8N2+.20 2) — N2+C02 (16)
[0067]另外，利用从工艺中气体混合物(如来自工业过程的废气)除去的以H2S和其它硫化物形式的硫来提供有价值的化学制品和肥料是有可能的。例如，可容易地由这类原料利用任何适合的技术，如饱和器、Wilputte、酸洗废液和间接工艺，来生产硫酸铵。输送的气体混合物中的硫还可生成发烟硫酸和/或硫酸。相似的，其他化合物如氯化铵、溴化铵、碘化铵、硝酸铵、乙酸铵、硫酸铵和碳酸铵都可根据这类产品的需求被容易地生产。
[0068]通过这些或其他反应(如，利用由方程式6或7中所描述的工艺生成的氢气的反应)生成的氨可被安全地存储和运输。氨可提供压缩能量存储，也可用作氢的前体。氨能够以各种形式存储，如加压液体、盐(例如，氯化铵)、或在有活性的媒介中(例如，活性炭)。例如通过加热的方式可完成加压。当与催化剂一起使用时，分解的氨可用于加压N2和H2产物，以及可从甲醇或湿甲醇共同产生的一氧化碳和氢气。
[0069]在生物质分解的气态产物中还可发现少量的NH3、H2S, N2、和H20。H2S可与铁反应形成硫化铁，或在释放氢气的同时在工艺生成的碳中收集h2s。固氮可被收集为氨，硫可被收集为硫化铁。这些物质与收集的任何灰分一起可被用作土壤养分。
[0070]图4A示出了用于通过再利用或循环利用从工业废料和氢气(如从改良的生物质分解的产物中生成的氢气)中收获的碳供体和氢供体来生产液体燃料的示例性系统400的框图。系统400包括生物质分解系统410，所述生物质分解系统410接收生物质废料402、利用热化学再生过程分解成碳、碳水化合物、醇、氨和氢气。用于分解生物质废料402的热量可包括来自发动机排气、发动机冷却系统的原本要被释放到环境中的废热404。此外,一种或多种可再生能源如风能、太阳能等可被用于生成热量。
[0071]来自生物质分解系统410中的氢气414(例如来源于烃类的分解)被捕获并转发给包括加热装置424的液体燃料生成器420。液体燃料生成器420还接收从工业过程430 (例如来自化石燃料燃烧或空气的废气)获得的碳供体、氢供体、氮或者这三种的任意结合432。在液体燃料生成器420中，H2与获得的碳供体、氢供体、氮或者三者的任意结合反应生成液体燃料450，如甲醇。收获的碳供体、氢供体、氮或三者的任意结合432可从空气或工业废料(如化石燃料燃烧的排放)中获得。
[0072]系统400可包括催化剂反应区440以容纳一种或多种可促进液体燃料生成的催化剂。催化剂的实施例如上所述。
[0073]生成的液体燃料450可以是可被存储的和可运输的。如，液体燃料450可用作载体用于运输能量到所需的位置。液体燃料450还可利用再生燃料生成系统700被分解以获
取氢气。
[0074]液体燃料450可被运送到污染物分离系统500，以便它可与包括碳供体、氢供体或如上所述二者的有害污染物结合。通过将液体燃料与如CO2的有害污染物结合，可预防或降低有害污染物释放到环境中。当有害污染物与液体燃料450结合时，最终生成的溶液或胶体对环境是无害的。此外，具有经隔离的和移除的有害污染物的溶液或胶体可被分解(如通过再生燃料生成系统700)以便获得再生能源。
[0075]图4B示出了 用于分解生物质废料为承载氢和碳的中间体的示例性系统410的框图。系统410包括生物质废料摄入组件，如加料漏斗411，接收原始状态的生物质废料402，并将原始物料分解(如，挤条、切块、磨碎等)为细分的原料，如各种有机纤维素类和木质纤维素类。加料漏斗411可包括加热装置，如热交换器412以给细分的原料预加热。热交换器可再利用和循环利用来自外部热源的(如，发动机排气和/或如风能、太阳能的可再生热量)或生物质分解反应器414自身的废热404。
[0076]细分的(和在一些实施例中预热的)原料413可被输送到生物质分解反应器414中以将生物质废料分解为有用的碳和氢的可再生源，如各种烃类、醇类、氨和碳氧化物。反应器414可包括干燥机构415以排除原料中的水分和空气。干燥机构415可包括挤压装置以物理的将原料的水分和空气挤压排出。挤压装置的实施例包括螺旋形输送机和撞击式活塞输送机。另外，干燥机构415可包括一个或多个加热机构416,如捕获由反应器414生成的热量并循环利用捕获的热量以干燥原料的热交换器。该热交换器还可再利用和循环利用来自外部热源(如，发动机排气和/或如风能、太阳能的可再生能源)的废热404。
[0077]反应器414还可包括该加热机构416以产生足够的用于厌氧反应的热量来分解生物质废料为有用的碳和氢的可再生源417，如烃类、醇类、氨和碳氧化物。产生的有用的碳和氢的可再生源417可被输送到存储和/运输机构418中，以被液体燃料反应器420使用在额外的反应中，从而生成可再生燃料和/或如2011年02月14日提交的的美国专利13/027，068中所描述的基于碳的耐用产品419。此外，存储和运输机构418允许用于高效的运输有用的碳和氢的可再生源417到远端位置用于后续处理。
[0078]生物质分解反应器414可通过配置以增加生物质废料转化过程的热效率，同时降低或消除二氧化碳的生成。例如，生物质分解反应器414可包括在提取碳、烃类，如甲烷，和/或氢气之前，形成对流干燥(例如，再循环热)，另外消除空气、水分和其他氧源的机构。[0079]图5示出了利用液体燃料作为溶剂或连续相与有害污染物结合以得到可将有害的污染物组分与环境隔离的溶液或胶体的示例性系统500的方框图。系统500可接收如上有关方程式12所描述的液体燃料450以及有害污染物502。污染物可包括碳供体、氢供体、或两者，如胶质碳。系统500可包括在液体燃料450中溶解污染物以生成可隔离对环境有害的污染物组分的溶液或胶体530的污染物隔离系统520。
[0080]系统500可包括过滤器510，过滤器510在提供污染物中的碳供体或碳和氢供体512给污染物隔离系统520之前,排除掉污染物502中任何的卤素和致癌物。用于过滤卤素和致癌物(如有害的盐类等)的若干技术在如上有关图2-3中进行了描述。液体混合物可被输送(如管道运输)到存储容器或可再生燃料生成系统(例如系统700)以生成可再生燃料，如氢供体。
[0081]用于储能的液体燃料
[0082]利用方程式10和11所述的工艺生成的液体燃料可提供一种桥接技术，用于在以往在设备上的投资上增加财政收益。例如，现有的运输发动机和存储罐可被用于进行如方程式17中总结的该类燃料的热化学再生，以生产出燃料，该燃料促进更长的发动机寿命和更高的燃油效率，并同时更大幅地降低二氧化碳、氮氧化物和颗粒物的排放。
[0083]CH3OH+ 热量(HEAT) — C0+2H2 (17)
[0084]用于方程17所述工艺的热量例如可以为来源于发动机的废热。此外，用于方程17所述工艺的热量还可产生于可再生能源，如风能和太阳能发电机和/或在车载应用中利用可再生能源。
[0085]相似的，通过添加污染物到液体燃料中生成的溶液或胶体可在吸热反应中被分解以生成气态燃料，如通过利用方程式12所述的反应过程。
`[0086]如方程式12和17中所示生产的氢燃料当与如下述的方程式18所示的燃烧甲烷作为燃料相比时更加经济。
[0087]CH4+202 — C02+2H20+ 热量(HEAT) (18)
[0088]例如，在方程式17中在恒定压力下通过甲烷反应产生的热量约为-344，940BTU/摩尔。但对于方程式12，3摩尔的氢气是3 (-103，968BTU/摩尔)=-311，904BTU,燃烧2C0是2 (-121，666BTU/Mole) =-244，332BTU,总产量为-555，236BTU。这还没有算上冷凝 3mol 水的热。因此，约多出60%的燃烧能可被输送用于以发动机为动力的生产。热化学再生无需新的燃料种类在升高的温度下被使用，并且为了如本文所描述的额外优势，该新的品种可将热量再生转移到热化学反应过程。
[0089]根据液体燃料中污染物的类别和浓度，额外的能量(如，多出25% -60%的能量)可被输送到燃烧室。通过燃料喷射器(如，包括多层燃烧室的喷射器)可有效的利用额外的能量。例如，通过自动控制原始燃料喷射和点火的时机、后续每次燃料喷射和点火的时机，以及每次燃料喷射的燃料压力，所述溶液或胶体与较少的颗粒物和氮氧化物可更迅速地燃
Jyti ο
[0090]氢气和诸如NH3的氢供体可被存储在活性炭和其他宿主物质中，用于在控制允许膨胀程度的条件下的后续释放中以产生所需的压力。例如，多个燃料喷射器(如美国申请N0.7628137所描述的)可提供更大体积的燃料(如，可包含相当大数量的非燃料组分的燃料)以输送更多的分子用于容积式发动机的做功中程和燃气涡轮发动机中更多扭矩中的膨胀和运行。方程式10中示出的低成本增压工艺还可通过释放吸收存储器中的燃料和/或分解燃料(如，说明性的方程式19、20和21中示出的氨气)来实现。
[0091]2NH3 —3H2+N2 (19)
[0092]C0+3H2+N2 — CH30H+H2+N2 (20)
[0093]C02+3H2+N2 — CH30H+H20+N2 (21)
[0094]图6为生产如上所描述的用于隔离有害污染物和储能的多用途液体燃料的示例性工艺600的工艺流程图。系统(如，下面的系统700)例如可通过改良天然气或生物质废料分解的产物获取H2 (610)。所述系统可从工业过程收获N2、碳供体、氢供体或它们的组合(620)。之后，所述系统可将H2与从工业过程收获的N2、碳供体、氢供体或它们的组合反应以生成液体燃料(630)。所述液体燃料在吸热反应条件(如，通过利用适当的热量)下可被分解以生成气体燃料(640)。
[0095]所述系统可使用液体燃料作为溶剂或连续相以与有害污染物结合，以生成将将有害污染物与环境相隔离的溶液或胶体(650)。所述系统可从污染物中过滤掉任意地卤素和致癌物质(660)。
[0096]例如，通过利用可从空气海水中得到的一种或多种如甲醇、四氢呋喃(THF)、氯化烃类(可来源于空气海水)等的溶剂并转化聚合物组分为氢气和一氧化碳或二氧化碳，海洋漂浮物，如杀死野生物种、扰乱海洋过程的聚合物可被收集和处理以分离特定值。甲醇和四氢呋喃和/或不同的其他溶剂，可从来源于空气的氮气或氧气制备；氢气、一氧化碳和/或二氧化碳可从收获的塑料和/或从甲烷水合物沉淀中产生。各类溶剂均可被生产以满足如太阳能溶剂的需求来选择性从聚乙烯中移除或隔离苯乙烯。该系统通过改变末位基团、交叉链接、热化学过程或高温区反应可将聚合物重组为稳定的聚合物。分离的废料”C”包含可溶解在甲醇、乙醇、二甲醚 和/或二乙醚中改善用于存储和运输密度的复杂碳氢化合物。说明性的这类可溶性废料”C”可参与到如方程式21再次所示的热化学再生中，用于添加化学势能到产生的湿甲醇中。
[0097]CH30H+H20+ “C” +热量(HEAT) — 2C0+3H2 (12)
[0098]本发明实施例类似选择的组合可协助分离或隔离石油或焦油污染物。例如，在水平钻孔和焦油砂开采中，焦油砂废料和石油焦炭存在包括堵塞生产层和/或通过管道运输的问题。液态油需要通过管道和油罐车运输。污染物可通过一种或多种从空气、一氧化碳、二氧化碳和氢气产生的溶剂分离。通过将有毒的或干扰的污染物置于溶液并分离它，烃类可被输送至工业园区制备聚合物、碳化纤维或其他有价值产品，并且利用剩余废料作为可溶的或其他悬浮剂以提高液体燃料的化学燃料势能。
[0099]图7为示出了用于生成如上所描述的隔离有害污染物和储能的多用途液体燃料的示例性系统700的框图。系统700包括接收如上所描述的生成的液体燃料450的可再生燃料生成反应器710。该反应器710还可接收分离有害污染物的溶液或胶体530。反应器710可包括加热机构712以提供必要的热量来将隔离了有害污染物的液体燃料450和溶液或胶体530转化为气体燃料，如气体可再生燃料。例如，液体燃料450可被分解以生成N2、H2、CO、或它们的组合(716)。溶液或胶体530还可被分解以生成CO和H2 (714)。反应中使用的热量可从发动机排气或冷凝系统 的原本要被排放到环境中的废热404中得到。来源于一个或多个可再生能源(如风能、太阳能、活水、地热等)的热量也可被用于反应中。生成的燃料714和716可利用存储和运输装置720 (如加压容器和/或管道)进行存储和运输。
[0100]作为氢和胶体碳来源的建筑结构
[0101]建筑结构可被用于提高分离有害污染物或储能的液体燃料的产生。建筑结构可通过设计展现有用的性能，如预先加载各种形式的氢和胶体碳的能力。建筑结构可包括合成的包括晶体的各种基本晶胞的阵列。所述晶体阵列包括各种材料，如石墨烯、石墨、氮化硼、或其他材料。另外，预先加载氢和/或胶体碳的建筑结构可作为固体、作为如原子一样的薄层、或作为其他排列和变型被实施。
[0102]通过用氢或其他材料和/或胶体碳预先加载建筑结构的方式可被促进或加快以上描述的用于生成液体燃料的工艺。优化了生成的液体燃料类似的提高或改善了液体燃料作为可与有害污染物结合的溶剂或连续相的用途。另外，液体燃料可被分解以生成氢/碳比高于液体燃料的气体燃料。
[0103]如本文所述，碳和氢(例如来自生物质废料和污染物)可被循环和重新利用以生成多用途的液体燃料，所述多用途液体燃料可被用作溶剂或连续相以隔离有害污染物和存储能量。有害污染物不仅可与环境相隔离，还可为后续过程提供额外的能量源和/或原料。使用如上所述的技术和系统，可降低碳和其他有害污染物的排放并可产生燃料。在2011年02月14日提交的美国专利13/027,214中示出了若干建筑结构的实施例。
[0104] 废料分离和/或利用过程
[0105]根据本发明技术的若干工艺实施例，液体燃料(如，在标准温度和压力下的液体燃料)被用作废料的载体。用这种方式，例如，废料在后续加工之前，可与环境相隔离并用于存储和运输。适合的液体燃料的实施例包括醇类(如，甲醇、乙醇、丙醇和丁醇)、炔烃(如，乙炔)、酮类(如，丙酮)、醚类(如，二甲醚)和氨。在本发明技术的一些实施例中，液体燃料基本上不含有烃类或少于约25%的烃类。液体燃料可被提供或形成。液体燃料例如可通过将气体燃料与空气或气体废料反应形成。气体燃料的实施例包括单独的氢气、甲烷、乙烷、丁烷、丙烷、一氧化碳、笑气、合成气、天然气、沼气和其它单独的气体燃料或与一种或多种其它原料的组合。在实施例中，液体燃料由气体燃料形成，所述气体燃料可被形成或提供。气体燃料例如通过从存储中移出或从天然资源中提取而被提供。气体燃料中的氢气可通过重组烃类(如，甲烷)或通过电解水被形成。氢气和/或甲烷可根据如上所述工艺之一的生物质被形成。用于生成气体燃料的原始物料可以是气体(如，天然气)、液体(如，液体生物质)或固体(如，固态生物质)。气体废原料与气体燃料反应形成的液体燃料可以是根据标准惯例被处理或释放到环境中的来源于工艺的任何气态副产物。二氧化碳是有关许多工业过程的气体废料的常用实施例。在一个实施例中，将氢气与二氧化碳反应形成醇(如，根据方程式11的甲醇)。在另一实施例中，将氢气与氮气(如，来自空气)反应生成氨，如通过哈伯制氨法(Haber process)。
[0106]液态燃料可与废料结合形成溶液或胶体。所述废料可以是根据工艺的标准惯例被处理或释放到环境中的工艺的任何副产物。所述废料可包括有机和/或无机原料，并且可包括固体(例如在标准温度和压力下的固体)、液体(例如在标准温度和压力下的液体)、和/或气体(例如在标准温度和压力下的气体)。可与液体燃料结合的废料的实施例包括挥发性有机化合物(例如来自油漆和聚合物的使用和生产)和有机颗粒(如来自煤和粮食加工的尘土)。[0107]多种工艺可被用于与废料和液体燃料结合。例如，利用压力或温度可逆吸附过程，气体废燃料可从废弃蒸汽中被吸收，并且之后解吸到液体燃料中。所述吸附过程中的吸附剂例如可包括活性炭或沸石。在根据本发明技术的若干工艺实施例中，废料首先通过在高压和/或低温下的吸附床来吸附废料。然后将液体燃料通过在低压和/或高温下的吸附床来解吸废料至液体燃料中。或者，废料可被直接并入液体燃料中。例如，颗粒物可在搅拌罐中与液体燃料结合。
[0108]在将废料和液体燃料结合之前，废料前体可被分离成两个或多个部分。例如，将废料前体分为与液体燃料结合的第一部分和单独处理的第二部分。在本发明技术的若干实施例中，废料在与液体燃料结合之前，需经历吸附过程，以便分离废料为第一部分和第二部分。吸附过程可在特定的允许吸附第一部分的废料强于吸附第二部分的废料的压力和温度下进行。被吸附的第一部分的废料之后可被解吸到如上所述的液体燃料中。可替换的是，吸附过程可在特定的允许吸附第二部分的废料强于第一部分的废料的压力和温度下进行。之后，残留的第一部分的废料可在被解吸至液体燃料前在单独吸附过程中被吸附。根据将被分离的物料，除吸附之外的工艺可以是适当的。例如，在废料中的某些物料可通过过滤(如通过纳米过滤)被分离。
[0109]分离的第二部分的废料比第一部分对人类有更大的毒性。例如，分离的第二部分的废料比第一部分具有更高浓度的一种或多种有毒物质。在第二部分中可被分离的有毒物料的实施例包括致癌物(如，某些芳香烃类)和卤素(如氯气)。当很难避免人体暴露于通过结合废料和液体燃料而形成的溶液或胶体的深加工中时，将有毒物质分离是很有用的。在本发明技术的若干实施例中，溶液或胶体的深加工在远程位置进行，和/或对溶液或胶体的深加工将废料中的有毒物料实质地转化为低毒物料。在这类实施例中，从废料中分离的有毒物质可以是不必要的。
[0110]溶液或胶体在形成后可被存储或运输。例如，结合液体燃料和废料以形成溶液或胶体可在第一位置发生，对溶液或胶体的深加工可在第二位置发生。所述位置可以是一般设施的位置，而不是特定设备的位置。第一位置和第二位置之间的距离可以例如是在约IOOm至约1000km之间，如约2`00m至约500km之间或约Ikm至约200km之间。在2011年8月12日提交的美国申请N0.61/523，262中描述了用于存储和运输液体燃料的方法和系统的若干实施例。除了在第一位置形成溶液或胶体外，液体燃料也可形成在第一位置处。废料还可在第一位置处被分离为两个或多个部分。在本发明技术的若干实施例中，所述第一位置是工业过程的位置，且从该工业过程可收获原料。该工业过程还可作为形成液体燃料的气体废料的源。所述第二位置可以是燃料加工位置，在这里来自多个位置的溶液或胶体被共同加工。
[0111]加工所述溶液或胶体可包括使溶液或胶体反应以形成气体燃料。例如，溶液或胶体中的液体燃料可反应形成气体燃料。在特定的例子中，甲醇可被反应以形成氢气和一氧化碳。除了由液体燃料形成气体燃料外，溶液或胶体中的废料也可用于反应中以形成气体燃料、用于其它工艺中的前体原料、固体产物或它们组合。当废料被用于形成被实质地分离的有机固体产物或前体物料的反应时，残留的产物或溶液或胶体具有的碳/氢比比初始的溶液或胶体的碳/氢比低。2011年2月14日提交的美国专利N0.13/027，068描述了用于从废料中形成固体产物的若干反应的实施例。将液体燃料转化为气体燃料和将废料转化为气体燃料、前体原料、固体产物或它们的组合两者都是典型的在类似的加工条件下，如实质上缺氧的条件下进行的吸热反应。因此，可以协同的一起进行这些过程。而且，从液体燃料反应中形成的气体燃料之后可被作为反应物用于转化废料。例如，如果液体燃料是甲醇，废料是二氧化碳，那么用于与甲醇反应的氢气可与二氧化碳反应以转化二氧化碳为固体产物。来自溶液或胶体反应的气体燃料可以被存储、运输，或用于生成能量(如，在燃料电池中)。许多液体燃料(如甲醇)和废料(如二氧化碳)可反应以生成一氧化碳，所述一氧化碳可被用作工业产品、作为气体燃料或作为用于形成醛类(如甲醛)、羧酸(如乙酸)、碳化物和其他有用原料的前体。
[0112]废料的隔离和/或利用系统
[0113]图8示出了系统800，配置为隔离废料和/或利用废料，这样以形成根据本发明技术实施例的气体燃料和/或固体产物。在图8中示出的系统800的下方描述了与配置的系统和部分的系统相关的特征和示例性工艺的特征。如图8所示，系统800包括第一位置802和第二位置804。第一位置802包括源805、反应器806、工业过程808和混合器810。第二位置包括反应器812。反应器806配置为通过管道815接收来自源805的气体燃料，气态第一废料通过管道816来自工业过程808。气体燃料和气态第一废料反应生成液体燃料，所述液体燃料通过管道818被输送到混合器810。混合器810还通过管道820接收来自工业过程808的第二废料。在混合器810内，液体燃料和第二废料结合形成溶液或胶体。所述溶液或胶体通过管道822被运输到位于第二位置804的反应器812中。在另一实施例中，可去除管道822，并且利用可选的运输工艺(如经由油罐卡车)可将溶液或胶体运输到位于第二位置804的反应器812中。在反应器812中，将溶液 或胶体反应以生成通过管道824离开反应器到达使用点或用于深加工(未示出)的气体和/或液体燃料产物。溶液或胶体的反应还可形成通过管道826离开反应器到达使用点或用于深加工(未示出)的固体产物或前体物料。
[0114]图9不出了根据本发明技术另一实施例的系统900。在图9中不出的系统900的下方描述了与可配置的系统或部分系统相关的特征和示例性工艺的特征。在图9中示出的附图标记的第一数字是“9”。对于类似或相同的元件，图9中示出的附图标记的最后两个数字与图8示出的附图标记的最后两个数字相同。与图8中示出的系统800不同的是，图9中示出的系统900在源905和反应器906之间包括反应器928。反应器928通过管道930接收来自源905的原始原料，并将原始原料反应以形成通过管道914运输到反应器906的液体燃料。反应器928可被配置，例如与来自源905的生物质反应以形成气体燃料。另外，与图8中所示的系统800不同的是，图9中所示的系统900在工业过程908和混合器910之间包括分离器932。分离器932可被配置为通过管道934接收来自工业过程908的第二废料。第二废料可被分离为通过管道936被运送到混合器910的第一部分和通过管道938被运送以进行存储或运输(未示出)的第二部分。在混合器910内，来自反应器906的液体燃料与来自分离器932的第二部分废料的第一部分结合以形成溶液或胶体。
[0115]根据本发明技术实施例的系统可具有与图8和9所不的系统800和900相关的多个变型。系统可被配置用于进行连续和/或批次操作。存储结构可在任一点的前、后或沿着管道被添加。反应器还可包括两个或多个级。例如，图9中所示的分离器932可包括两个或多个分离级，如两个或多个吸附级。混合器810、910也可包括吸附级。例如，混合器810、910可包括吸附级，配置为吸附气态第一废料或部分气态第一部分废料以及将已吸附的物料解吸附到液体燃料中。分离器938和/或混合器910中的吸附级必要的话可包括针对清洗气流的管路。
[0116]考虑到特定的实施例，氨为造成问题的的废料。按照法律，化学工业的制造商现必须通常利用显著附加生产成本的氨洗涤器或其他解决方法来减少或消除他们的氨排放。根据本发明中公开的内容，一个可选项是高密度存储氢，从而由废物CO或CO2或氮化合物(如NH3)形成化合物，如醇类。NH3会与水混合以形成NH3OH,这将允许富含碳的废料被并入作为溶质。之后，在吸热反应中，可使用废热和/或与可再生能量一起补充废热，以生成一氧化碳和氢气。例如:
[0117]2NH3+H20+C+ 热量(HEAT) — C0+N2+4H2 (22)
[0118]处理的废料进一步说明包括人类和动物废料，如来自类似和其他来源的尿素和氨气，一些有价值的可被生产，包括更易于存储和运输的胍。根据本发明公开的多个方面，胍可被用来存储用于生产更大量氢气，来自如固体宿主物质，目的的可溶性碳废料，如不合格或被污染的淀粉、糖或糖蜜(CxYz)。例如，考虑到包括碳、氢和/或氧的废化合物:
[0119]aCN3H5+CxHz+xH20+ 热量(a+x) CO+ (a5/2+z/2+x) H2 (23)
[0120]虽然本说明书包括许多细节，但这不应该被解释为本发明的任何范围或所要求的范围的限制，更确切地说可作为针对本发明特定的具体实施例的特征描述。在本文的说明书的分立实施例中描述的某些特征可被用于与单一实施例的结合。相反地，本文的单一实施例中描述的多个特征也可被分别地应用在多个实施例中或任意适合的变型中。而且，尽管在上述某些组合乃至最初要求的本身中描述了特征，但在一些情况下，来自所要求的组合的一个或多个特征可从 组合中被去除，并且所要求的组合可指向子变型或、子变型的变型。
[0121]类似的，尽管在特定顺序的附图中描述了操作，但这不应被理解为要求这类操作在示出的特定顺序或相继次序中执行，或要求为了获得理想结果，所有说明性操作都被执行。在某些情况下，多任务处理或并行处理是有利的。而且，在上述实施例中多个系统组件的分立不应当被理解为在所有实施例中这类分立都是所需的。
[0122]只描述了少数实施和实施例，其它的实施、提高和变型可基于本申请中描述的和说明的而得到。
[0123]2011年2月14日提交的美国申请N0.13/027，196包括关于碳循环的额外公开。在美国专利13/027,068中公开了工艺、设备和材料。美国申请N0.61/523，262和美国申请N0.13/027，196在实施本发明的若干实施例中是有用的。但凡美国申请13/027，196、美国申请N0.13/027，068和N0.61/523，262与本文公开的本发明相中突，本发明都加以控制。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 将液体燃料和污染物结合以在第一位置处形成溶液或胶体； 输送所述溶液或胶体到第二位置；以及 使所述溶液或胶体反应以在所述第二位置处形成气体燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述溶液或胶体反应包括实质地在厌氧条件下使所述溶液或胶体反应。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将气体物料吸附到吸附剂上，其中，所述污染物为所述被吸附的气体物料，并且将所述液体燃料与所述污染物结合包括从所述吸附剂解吸附废料到所述液体燃料中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污染物为包括有机材料的废料。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一位置与所述第二位置相距约Ikm和约500km之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体燃料包括氨，并且所述方法进一步包括将所述气体燃料与氮气反应以生成所述液体燃料。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括使生物质反应以形成与氮气反应的所述气体燃料。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体燃料为第一气体燃料，使所述溶液或胶体反应包括使所述溶液或胶体中的所述液体燃料反应以形成所述第一气体燃料以及使所述溶液或胶体中的所述污染物反`应以形成第二气体燃料、固体产物、前体材料或它们的组口 ο
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一气体燃料是反应剂，所述反应剂使所述溶液或胶体中的所述污染物反应以形成所述第二气体燃料、所述固体产物、所述前体材料或所述它们的组合。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，使所述溶液或胶体中的所述污染物反应包括使所述溶液或胶体中的所述污染物反应以形成所述固体产物、所述前体材料、或所述它们的组合，并且所述方法进一步包括使所述固体产物、所述前体材料或所述它们的组合与所述第一气体材料实质分离。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污染物为第二污染物，并且所述方法进一步包括将气体燃料与气态第一污染物反应以形成所述液体燃料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述气态第一污染物和所述第二污染物来源于相同的工业过程。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使生物质反应以形成与所述气态第一污染物反应的所述气体燃料。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述气态第一污染物包括二氧化碳，并且所述液体燃料包括醇。
15.—种方法,包括: 将污染物分离为第一部分和第二部分，所述污染物的第二部分比所述污染物的第一部分对人类的毒性更大； 将液体燃料和所述污染物的所述第一部分结合以形成溶液或胶体；使所述溶液或胶体反应，以使所述溶液或胶体中的液体燃料形成气体燃料，所述溶液或胶体中的所述污染物的所述第一部分形成气体燃料、固体产物、或它们的组合。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，分离所述污染物及将所述液体燃料与所述污染物的所述第一部分结合发生在第一位置处，使所述溶液或胶体反应发生在第二位置处，并且所述方法进一步包括将所述溶液或胶体从所述第一位置输送到所述第二位置。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述污染物为第二污染物，并且所述方法进一步包括将气体燃料与气态第一污染物反应以形成所述液体燃料。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述污染物分离为所述第一部分和所述第二部分包括将所述污染物的所述第一部分选择性吸附到吸附剂上，并且将所述液体燃料与所述污染物结合包括从所述吸附剂中解吸附所述污染物的所述第一部分到所述液体燃料中。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述污染物分离为所述第一部分和所述第二部分包括将所述污染物的所述第二部分选择性吸附到第一吸附剂上，所述方法进一步包括将所述污染物的所述第一部分吸附到第二吸附剂上，将所述液体燃料与所述污染物的所述第一部分结合包括从所述第二吸附剂中解吸附所述污染物的所述第一部分到所述液体燃料中。
20.根据权利 要求15所述的方法，其中，所述污染物的所述第一部分包括有机材料。
21.—种系统,包括: 第一反应器，配置为使气体燃料与气态第一废料反应以形成液体燃料； 混合器，配置为混合所述液体燃料与第二废料以形成溶液或胶体；以及 第二反应器，配置为使所述溶液或胶体反应以形成第二气体燃料。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一反应器和所述混合器位于第一位置，所述第二反应器位于第二位置，并且所述第一位置距所述第二位置约Ikm和约500km之间。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述混合器包括吸附剂，所述吸附剂配置为从气态第二废料前体中吸附所述第二废料并解吸附所述第二废料至所述液体燃料中。
24.根据权利要求21所述的系统，进一步包括第三反应器，所述第三反应器配置为使生物质反应以形成与气态第一废料反应的所述气体燃料。
25.根据权利要求21所述的系统，进一步包括分离器，所述分离器配置为将第二废料前体分离为所述第二废料和不合格材料。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述分离器包括吸附剂，所述吸附剂配置为吸附所述不合格材料。
27.一种降低以往有害污染物的蒸气压或蒸气压有效性的能量密度高的液体混合物，生产所述液体混合物的方法包括: 从适合的供体物质中提取氢； 收获工业过程排放的一氧化碳、二氧化碳或氮； 使所述收获到的一氧化碳、二氧化碳、或者氮与所述氢反应以生成氢密度高的燃料;以及 将有害污染物溶解在充当溶剂的所述氢密度高燃料中，以生成将所述有害污染物与环境相隔离的所述液体混合物，其中，所述有害污染物包括氮供体、碳供体和氢供体的至少一种。
【文档编号】C10G2/00GK103874752SQ201280049955
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】罗伊·E·麦卡利斯特 申请人:麦卡利斯特技术有限责任公司