用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】使生物質(zhì)材料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物包括：用至少一個(gè)熱源產(chǎn)生熱能，提供一定體積的原料，提供一定體積的超臨界流體，將產(chǎn)生的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至一定體積的超臨界流體；將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料；以及用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能對(duì)一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
【專利說(shuō)明】
用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開(kāi)內(nèi)容大體涉及使碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物、并且特別地經(jīng)由熱耦合原料和選定的熱源的超臨界流體使用從選定的熱源轉(zhuǎn)移的熱能使碳質(zhì)原料熱化學(xué)分解為反應(yīng)產(chǎn)物。
[0002]背景
[0003]水熱液化是通常用于從木質(zhì)素材料和藻類中生產(chǎn)生物原油的工藝。在水熱液化中，熱化學(xué)反應(yīng)通常在高于250°C的溫度和約3000psi的壓力下在含水環(huán)境中發(fā)生持續(xù)約2-3小時(shí)。經(jīng)由水熱液化產(chǎn)生的油主要由木質(zhì)素解聚反應(yīng)的產(chǎn)物形成。來(lái)自纖維素和半纖維素的產(chǎn)物在水中是可溶的，并且因此在水相中損失。如果不回收，那么水溶性有機(jī)化合物可能造成污染。生物油從水中的分離大體包括蒸餾，其是能量密集型工藝。因此，期望提供一種補(bǔ)救先前已知的方法的缺陷的工藝和系統(tǒng)。
[0004]概述
[0005]在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方案中，方法包括但不限于，用至少一個(gè)熱源產(chǎn)生熱能;提供一定體積的原料;提供一定體積的超臨界流體;將產(chǎn)生的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至一定體積的超臨界流體;將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料；以及用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能對(duì)一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0006]在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方案中，裝置包括但不限于，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的一定體積的原料的至少一部分，至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室配置成用從超臨界流體轉(zhuǎn)移的熱能使原料的至少一部分熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0007]在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括但不限于，至少一個(gè)熱源;熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的一定體積的原料的至少一部分。
[0008]除前述內(nèi)容之外，各種其他的方法和/或系統(tǒng)和/或裝置方面在教導(dǎo)比如本公開(kāi)內(nèi)容的正文(例如，權(quán)利要求和/或詳細(xì)描述)和/或附圖中被陳述和描述。
[0009]前述內(nèi)容是概述并且因此可以包含細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、概括、包含和/或省略；因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本概述僅是說(shuō)明性的并且不意圖以任何方式為限制性的。本文描述的裝置和/或工藝和/或其他主題的其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)在本文陳述的教導(dǎo)中將變得明顯。
[0010]附圖簡(jiǎn)述
[0011]圖1A是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方案的用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)的框圖視圖；
[0012]圖1B是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方案的用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)的框圖視圖；
[0013]圖1C是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方案的用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)的框圖視圖；
[0014]圖1D是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方案的用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)的框圖視圖；
[0015]圖1E是根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施方案的用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)的框圖視圖；
[0016]圖2是用于進(jìn)行碳質(zhì)原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的方法的高水平流程圖；
[0017]圖3至圖15E是描繪圖2的可選實(shí)施方式的高水平流程圖。
[0018]詳細(xì)描述
[0019]在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)形成其一部分的附圖作出參考。在附圖中，相似的符號(hào)通常識(shí)別相似的部件，除非上下文另外規(guī)定。詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求中描述的說(shuō)明性實(shí)施方案不意味著是限制性的?？梢岳闷渌麑?shí)施方案，并且可以作出其他改變，而不偏離此處呈現(xiàn)的主題的精神或范圍。
[0020]—般地，參照?qǐng)D1A至圖1E，描述了用于進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)100。
[0021]圖1A和圖1B示出用于使碳質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)100的框圖視圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102包括熱化學(xué)反應(yīng)室104，比如適合于容納一定體積的原料材料105(例如，碳質(zhì)材料)并且將原料材料轉(zhuǎn)化為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(比如，但不限于，氣體、油或焦油)的熱解反應(yīng)室。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括一個(gè)或更多個(gè)熱源108。在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106，其用于將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106包括傳熱元件107，所述傳熱元件1 7容納與一個(gè)或更多個(gè)熱源熱連通(例如，直接或間接的熱連通)的一定體積的超臨界流體。例如，傳熱元件107可以包括但不限于，傳熱回路、傳熱線以及類似物。例如，傳熱元件107可以包括但不限于，填充有放置成與一個(gè)或更多個(gè)熱源108的一部分或更多部分熱連通(例如，直接地或間接地)的超臨界流體的傳熱回路。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被布置成將一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的一定體積的原料熱連通。在這點(diǎn)上，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106可以將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以使用經(jīng)由超臨界流體運(yùn)載至原料的熱能將原料105的至少一部分熱化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如，經(jīng)由熱解轉(zhuǎn)化、經(jīng)由液化或類似工藝轉(zhuǎn)化)為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0024]系統(tǒng)100的超臨界流體可以包括本領(lǐng)域中已知的適合于將能量從一個(gè)或更多個(gè)熱源108轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104中的原料105的任何超臨界流體。在一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體包括但不限于，超臨界二氧化碳。在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體包括但不限于，水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮。在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體在傳熱元件107和熱化學(xué)反應(yīng)室104中的至少一個(gè)內(nèi)被加壓至高壓。
[0025]本文提到，系統(tǒng)100的超臨界流體(比如，但不限于CO2)可以具有低的粘度和表面張力，允許這類超臨界流體容易地滲透有機(jī)材料(例如，生物質(zhì)材料)。超臨界流體滲透至原料105中減少了在熱化學(xué)反應(yīng)之前將原料105轉(zhuǎn)化成細(xì)顆粒的需求，從而在原料材料的反應(yīng)中節(jié)省能量。在一個(gè)實(shí)施方案中，在超臨界流體是超臨界CO2的情況下，超臨界流體可以被加壓至在其臨界壓力(72.9個(gè)大氣壓)和臨界溫度(304K)以上。本文提到，超過(guò)這些條件，CO2將顯示出類似于有機(jī)溶劑比如己烷、甲醇和乙醇的獨(dú)特的溶解力性質(zhì)。超臨界CO2的非極性性質(zhì)可以有利于控制通常在含水環(huán)境中發(fā)生的不合需要的離子副反應(yīng)。此外，當(dāng)系統(tǒng)被減壓低于臨界條件時(shí)，CO2將揮發(fā)，這有利于具有低含量的水的油的回收。另外，這可以顯著地減少在液化和/或熱解之后的本文另外描述的反應(yīng)產(chǎn)物-超臨界流體分離期間的能量消耗。本文還提到，經(jīng)由系統(tǒng)100的超臨界流體的液化實(shí)施向原料材料105施加加熱且加壓的C02，這提供了反應(yīng)條件(例如，時(shí)間、壓力和溫度)的更好的控制，從而允許高值的目標(biāo)化合物或燃料中間體的更好的選擇性。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體比如超臨界CO2可以經(jīng)由將較冷的超臨界流體注射至熱化學(xué)反應(yīng)室104中以猝滅反應(yīng)或注射較熱的超臨界流體以加速反應(yīng)而提供強(qiáng)的溫度和反應(yīng)時(shí)間控制。還認(rèn)識(shí)到，因?yàn)樵S多超臨界流體比如超臨界CO2可以被有效地壓縮，所以熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的壓力條件還可以用于控制熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的熱化學(xué)反應(yīng)。
[0027]本文還提到，超臨界流體可以用于在液化和/或熱解之前干燥原料105。例如，在超臨界流體是超臨界CO2的情況下，在液化和/或熱解之前，超臨界流體可以用于干燥原料材料105以除去過(guò)量的水和雜質(zhì)。本文還提到，原料的干燥可以減少用于使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物加氫處理和/或加氫裂化所需要的氫氣的量。
[0028]在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物比如生物油在超臨界流體中的溶解度通過(guò)將極性材料添加至超臨界流體或除去超臨界流體中的極性材料來(lái)控制。例如，一種或更多種油在超臨界二氧化碳中的溶解度可以通過(guò)添加/除去包含極性分子(比如但不限于Η2、Η20、醇以及類似物)的一種或更多種材料來(lái)控制。通過(guò)另外的示例，在原料材料包括煤的情況下，一種或更多種油在超臨界⑶2中的溶解度可以通過(guò)添加/除去包含氫供體分子(比如但不限于Η2、Η20以及本領(lǐng)域已知的任何其他氫供體溶劑)的一種或更多種材料來(lái)控制。
[0029]本文認(rèn)識(shí)到，容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料105可以包括充分地溶解超臨界流體中的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)的足夠的水分和極性性質(zhì)。如本文進(jìn)一步討論的，原料的“干燥”可以通過(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102來(lái)控制(例如，經(jīng)由干燥器134來(lái)控制)，允許熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102使原料105內(nèi)的水分含量水平維持到足以充分地溶解超臨界流體中的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的水平。
[0030]在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體可以包含用于增進(jìn)系統(tǒng)100中的一種或更多種物理反應(yīng)或熱化學(xué)反應(yīng)的一種或更多種材料。例如，超臨界流體可以包含一種或更多種催化劑，比如，但不限于，金屬、金屬鹽或有機(jī)物。通過(guò)另一示例，超臨界流體可以包含一種或更多種溶質(zhì)，比如，但不限于，醇、油、氫氣和烴。
[0031]一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括本領(lǐng)域中已知的適合于提供足以將原料105加熱至選定溫度(例如，適合于快速熱解的溫度(例如，350-600°C))的熱能的任何熱源。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)熱源108包括非射熱源。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)熱源108包括一個(gè)或更多個(gè)核反應(yīng)堆。一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括本領(lǐng)域中已知的任何核反應(yīng)堆。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括液體金屬冷卻核反應(yīng)堆、熔融鹽冷卻核反應(yīng)堆、高溫水冷核反應(yīng)堆、氣冷核反應(yīng)堆以及類似物。通過(guò)另一示例，一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括池式反應(yīng)堆。通過(guò)另一示例，一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括模塊反應(yīng)堆。
[0033]本文認(rèn)識(shí)到，核反應(yīng)堆可以產(chǎn)生足以實(shí)施原料105的熱解(例如，快速熱解)的溫度。例如，核反應(yīng)堆熱源可以產(chǎn)生超過(guò)350-600 0C的溫度。在這點(diǎn)上，核反應(yīng)堆可以用于將熱能(例如，在超過(guò)350-600°C的溫度下)轉(zhuǎn)移至超臨界流體(例如，超臨界⑶2)。轉(zhuǎn)而，超臨界流體可以將核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料105。
[0034]本文還提到，核反應(yīng)堆熱源作為系統(tǒng)100的環(huán)境中的熱源是特別有利的，因?yàn)橄到y(tǒng)100的熱化學(xué)反應(yīng)溫度在用于許多核反應(yīng)堆的操作溫度的范圍內(nèi)。核反應(yīng)堆熱可以用于在熱化學(xué)反應(yīng)室104中以高效率產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)，因?yàn)楹朔磻?yīng)堆在用于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的反應(yīng)溫度下操作(即，在熱化學(xué)反應(yīng)溫度下添加的熱供應(yīng)所需的反應(yīng)焓)。
[0035]在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100的超臨界流體在系統(tǒng)100的核反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)112的操作中用作安全機(jī)構(gòu)。通過(guò)示例，超臨界二氧化碳可以儲(chǔ)存在一個(gè)或更多個(gè)儲(chǔ)器(未示出)或罐(未示出)中。本文提到，以這種方式儲(chǔ)存于此的超臨界二氧化碳可以用于通過(guò)充當(dāng)熱緩沖器而在反應(yīng)堆和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102之間提供熱緩沖。在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體可以儲(chǔ)存在適合于排放至熱化學(xué)旋轉(zhuǎn)機(jī)器比如渦輪機(jī)中的溫度和壓力下。以這種方式，選定的工作量可以通過(guò)壓縮的CO2來(lái)開(kāi)發(fā)以向安全系統(tǒng)比如流量閥、安全閥、隔離閥、栗以及類似物提供機(jī)械功率或電功率。
[0036]在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖1A所示，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106包括直接熱交換系統(tǒng)，所述直接熱交換系統(tǒng)配置成將熱能直接從一個(gè)或更多個(gè)熱源108轉(zhuǎn)移至傳熱元件107的一定體積的超臨界流體。例如，傳熱元件107可以被放置成與一個(gè)或更多個(gè)熱源108的一部分直接熱連通。例如，在一個(gè)或更多個(gè)熱源108包括核反應(yīng)堆的情況下，核反應(yīng)堆的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑系統(tǒng)可以與熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106集成在一起。在這點(diǎn)上，核反應(yīng)堆可以利用一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑系統(tǒng)中的超臨界流體，所述一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑系統(tǒng)然后可以直接耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104。例如，核反應(yīng)堆的初級(jí)冷卻劑回路或中級(jí)冷卻劑回路可以包括由超臨界流體比如超臨界CO2組成的冷卻劑流體。此外，核反應(yīng)堆的冷卻劑回路可以經(jīng)由熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106直接耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104，以使核反應(yīng)堆的冷卻劑回路的超臨界流體與容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料材料105混合。轉(zhuǎn)而，在將熱能從核反應(yīng)堆轉(zhuǎn)移至原料材料105時(shí)，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106可以使超臨界流體冷卻劑經(jīng)由返回路徑118循環(huán)返回至核反應(yīng)堆。本文還預(yù)期，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106可以包括任何數(shù)目的過(guò)濾元件，以便避免將原料和/或反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至核反應(yīng)堆的冷卻劑系統(tǒng)。
[0037]在另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖1B所示，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106包括間接熱交換系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，間接熱交換系統(tǒng)被配置成將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108間接地轉(zhuǎn)移至容納于傳熱元件107內(nèi)的一定體積的超臨界流體。在一個(gè)實(shí)施方案中，間接熱交換系統(tǒng)包括中間傳熱元件111，所述中間傳熱元件111配置成將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108轉(zhuǎn)移至中間傳熱元件111。轉(zhuǎn)而，中間傳熱元件111可以將熱能從中間傳熱元件111轉(zhuǎn)移至容納于傳熱元件107內(nèi)的一定體積的超臨界流體。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方案中，中間傳熱元件111可以包括中間傳熱回路113以及一個(gè)或更多個(gè)熱交換器115、117。在一個(gè)實(shí)施方案中，中間傳熱回路113可以包括本領(lǐng)域中已知的適合于轉(zhuǎn)移熱能的任何工作流體。例如，中間傳熱回路113的工作流體可以包括但不限于，液體鹽、液體金屬、氣體、超臨界流體(例如，超臨界CO2)或水。
[0039]在另一個(gè)實(shí)施方案中，中間傳熱元件111可以包括與一個(gè)或更多個(gè)熱源108和中間傳熱回路113的一部分熱連通的第一熱交換器115。在另一個(gè)實(shí)施方案中，間接熱交換系統(tǒng)111可以包括與中間傳熱回路113和傳熱元件107熱連通的第二熱交換器117。例如，在一個(gè)或更多個(gè)熱源108包括核反應(yīng)堆的情況下，核反應(yīng)堆(例如，熔融鹽冷卻核反應(yīng)堆、液體金屬冷卻反應(yīng)堆、氣冷反應(yīng)堆或和超臨界流體冷卻反應(yīng)堆)的一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑系統(tǒng)(例如，初級(jí)、中級(jí)或三級(jí))可以經(jīng)由第一交換器115耦合至中間傳熱回路113。轉(zhuǎn)而，在經(jīng)由第一熱交換器115將熱能從核反應(yīng)堆轉(zhuǎn)移至中間傳熱回路113時(shí)，中間傳熱回路113可以經(jīng)由第二熱交換器117將核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能從中間轉(zhuǎn)移回路113轉(zhuǎn)移至容納于傳熱元件107內(nèi)的超臨界流體。
[0040]此外，如本文先前描述的，傳熱系統(tǒng)106的傳熱元件107可以使容納于傳熱元件107內(nèi)的超臨界流體與容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料材料105混合。轉(zhuǎn)而，在經(jīng)由中間傳熱系統(tǒng)111和傳熱元件107將熱能從核反應(yīng)堆轉(zhuǎn)移至原料材料105時(shí)，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106可以經(jīng)由返回路徑118使超臨界流體冷卻劑再循環(huán)。
[0041]本文提到，一個(gè)或更多個(gè)熱源108和原料105之間的直接耦合和間接耦合的以上描述不是限制性的并且僅出于說(shuō)明性目的而提供。本文認(rèn)識(shí)到，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)或更多個(gè)熱源(例如，核反應(yīng)堆)和熱化學(xué)反應(yīng)室104之間的集成可以通過(guò)將熱從一個(gè)或更多個(gè)熱源108的初級(jí)傳熱系統(tǒng)、中級(jí)傳熱系統(tǒng)或三級(jí)傳熱系統(tǒng)(例如，冷卻劑系統(tǒng))轉(zhuǎn)移至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的工作流體比如超臨界CO2而發(fā)生。本文還認(rèn)識(shí)到，這種集成可以使用本領(lǐng)域已知的任何傳熱系統(tǒng)或裝置來(lái)實(shí)施，比如，但不限于，一個(gè)或更多個(gè)傳熱電路、一個(gè)或更多個(gè)散熱器、一個(gè)或更多個(gè)熱交換器以及類似物。
[0042]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106包括流量控制系統(tǒng)110。流量控制系統(tǒng)110可以被布置成將超臨界流體可選擇地放置成與容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料熱連通。在這點(diǎn)上，流量控制系統(tǒng)110可以將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料。例如，流量控制系統(tǒng)110可以沿著傳熱元件107(例如，傳熱回路)安置，以便控制超臨界流體穿過(guò)傳熱元件107的流量。在這點(diǎn)上，流量控制系統(tǒng)110可以控制超臨界流體至一定體積的原料1 5的流量，從而控制熱能至原料1 5的轉(zhuǎn)移。
[0043]流量控制系統(tǒng)110可以包括本領(lǐng)域中已知的適合于控制超臨界流體從第一位置流動(dòng)至第二位置的任何流量控制系統(tǒng)。例如，流量控制系統(tǒng)110可以包括，但不限于，一種或更多種控制閥，所述一種或更多種控制閥可操作地耦合至傳熱元件107并且適合于建立和停止穿過(guò)傳熱元件107的流量。例如，流量控制系統(tǒng)110可以包括手動(dòng)控制閥、閥/閥致動(dòng)器以及類似物。
[0044]在另一個(gè)實(shí)施方案中，流量控制系統(tǒng)110可以使來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)熱源108的熱能耦合至發(fā)電系統(tǒng)114。例如，流量控制系統(tǒng)110可以建立熱源108產(chǎn)生的熱至渦輪機(jī)電力系統(tǒng)和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的平行耦合。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102可以包括多個(gè)批式反應(yīng)系統(tǒng)，所述多個(gè)批式反應(yīng)系統(tǒng)可以接收來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)熱源108(例如，核反應(yīng)堆)的熱。以這種方式，同時(shí)地或循序地運(yùn)行解決總體的熱和原料轉(zhuǎn)化需求的多個(gè)批處理是可能的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱可以被轉(zhuǎn)移至一個(gè)或更多個(gè)連續(xù)的熱化學(xué)反應(yīng)器，同時(shí)被平行耦合至一個(gè)或更多個(gè)渦輪機(jī)電力系統(tǒng)。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括原料供應(yīng)系統(tǒng)112。在一個(gè)實(shí)施方案中，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可操作地耦合至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的熱化學(xué)反應(yīng)室104。在另一個(gè)實(shí)施方案中，原料供應(yīng)系統(tǒng)112為熱化學(xué)反應(yīng)室104的內(nèi)部提供一定體積的原料材料105。原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以包括本領(lǐng)域中已知的適合于使選定量的原料材料比如固體材料、顆粒材料或液體材料從一個(gè)或更多個(gè)原料來(lái)源平移至熱化學(xué)反應(yīng)室104的內(nèi)部的任何供應(yīng)系統(tǒng)。例如，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以包括但不限于，傳送機(jī)系統(tǒng)、流體轉(zhuǎn)移系統(tǒng)或類似物。
[0046]原料材料105可以包括本領(lǐng)域中已知的任何碳質(zhì)材料。例如，原料材料105可以包括但不限于，煤、生物質(zhì)、混合來(lái)源的生物材料、泥煤、焦油、塑料、垃圾和填埋場(chǎng)廢物。例如，在煤的情況下，原料可以包括但不限于，煙煤、次煙煤、褐煤、無(wú)煙煤以及類似物。通過(guò)另一個(gè)示例，在生物質(zhì)的情況下，原料可以包括木材材料，比如，但不限于，軟木材和硬木材。
[0047]本文提到，控制溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間、預(yù)處理選擇和后有機(jī)產(chǎn)物產(chǎn)生選擇的能力可以允許多種類型的碳質(zhì)原料被用于系統(tǒng)100內(nèi)。另外，這些類型的原料之間的共同利用或轉(zhuǎn)換的能力可以改進(jìn)可用資源的利用率并且改進(jìn)總體的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)情況。在某些實(shí)施方案中，將非生物衍生的產(chǎn)物放置到用于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)反應(yīng)室10中可以是有用的。例如，這可以包括使材料比如塑料轉(zhuǎn)化成可選擇的產(chǎn)品或燃料。通過(guò)另一個(gè)示例，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以熱化學(xué)地處理將可以形成一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物或可選擇的產(chǎn)物的原料材料的組合。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以熱化學(xué)地轉(zhuǎn)化由塑料和纖維素材料的組合組成的一定體積的原料。通過(guò)另一個(gè)示例，熱化學(xué)反應(yīng)室104使混合來(lái)源的材料或混合廢物比如垃圾或填埋場(chǎng)廢物熱化學(xué)地處理或轉(zhuǎn)化為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物或可選擇的產(chǎn)物。
[0048]再次參照?qǐng)D1A和圖1B，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102包括適合于實(shí)施本領(lǐng)域中已知的一種或更多種熱分解處理的任何熱化學(xué)反應(yīng)室104。
[0049]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成對(duì)原料105實(shí)施熱解反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括熱解室。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括非燃燒或低燃燒的熱解室。系統(tǒng)100的熱解室可以包括適合于在不存在氧氣時(shí)或在低氧氣環(huán)境中實(shí)施有機(jī)分子的熱化學(xué)分解的任何熱化學(xué)反應(yīng)室。
[0050]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括快速熱解反應(yīng)器，其適合于使原料105比如生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物比如生物油(例如，可以進(jìn)一步升級(jí)以產(chǎn)生液體燃料的生物油)、揮發(fā)性氣體或炭?？焖贌峤夥磻?yīng)器可以包括能夠在不存在氧氣時(shí)(或在減少的氧氣環(huán)境中)在約兩秒內(nèi)實(shí)施有機(jī)分子的熱化學(xué)分解的任何熱化學(xué)反應(yīng)室?？焖贌峤馔ㄟ^(guò)RoelJ.Μ.Westerhof等人在“Effect of Temperature in Fluidized Bed Fast Pyrolysis ofB1mass:OiI Quality Assessment in Test Units”，Industrial&EngineeringChemistry Research，第49卷，第3版(2010)，第1160-1168頁(yè)中被大體描述，其通過(guò)引用以其整體并入本文。熱解和快速熱解還通過(guò)Ayhan Demirbas等人在“An Overview ofB1mass Pyrolysis” ,Energy Sources，第24卷，第3版(2002)，第471-482頁(yè)中被大體描述，其通過(guò)引用以其整體并入本文。
[0051]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括超臨界熱解反應(yīng)器，其適合于使原料105比如生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物比如生物油(例如，可以進(jìn)一步升級(jí)以產(chǎn)生液體燃料的生物油)、揮發(fā)性氣體或炭。出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，‘超臨界熱解反應(yīng)器’被解釋為包括適合于使用由超臨界流體供應(yīng)的熱能實(shí)施原料材料的熱解反應(yīng)的任何反應(yīng)器、反應(yīng)容器或反應(yīng)室。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括但不限于，流化床反應(yīng)器。
[0052]原料的燃燒可以通過(guò)采用外部熱源(例如，熱源108)比如核反應(yīng)堆以供應(yīng)熱能以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的熱解反應(yīng)(或任何其他熱分解處理)來(lái)避免、或至少減少。此外，如本文先前提到的，超臨界流體比如超臨界CO2的使用可以驅(qū)動(dòng)原料材料的熱解，而不產(chǎn)生通常與燃燒驅(qū)動(dòng)的熱解反應(yīng)相關(guān)的過(guò)量溫度，所述燃燒驅(qū)動(dòng)的熱解反應(yīng)通常生成炭，從而產(chǎn)生較輕的、芳族烴，這降低油產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率。
[0053]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括用于在350°C和600°C之間的溫度下使用從容納于傳熱元件105內(nèi)的一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移的熱能使原料105熱分解成一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的熱解反應(yīng)室(例如，快速熱解反應(yīng)器或超臨界熱解反應(yīng)器)。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括用于在約350 °C和600°C之間的溫度下使用經(jīng)由容納于傳熱元件107內(nèi)的一定體積的超臨界流體從核反應(yīng)堆轉(zhuǎn)移的熱能熱分解原料105的快速熱解反應(yīng)室。通過(guò)另一個(gè)示例，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括但不限于，用于在約350°C和600°C之間的溫度下使用經(jīng)由容納于傳熱元件105內(nèi)的一定體積的超臨界流體從核反應(yīng)堆轉(zhuǎn)移的熱能熱分解原料105的超臨界熱解反應(yīng)器。
[0054]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成對(duì)原料105實(shí)施液化處理。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，液化通?？梢园▽?dǎo)致復(fù)合有機(jī)材料(比如，碳質(zhì)生物質(zhì)材料)大體分解為產(chǎn)物比如生物油的一系列結(jié)構(gòu)和化學(xué)處理。液化可以包括但不限于，溶劑解、解聚、熱分解、氫解和/或加氫。生物質(zhì)的液化通過(guò)Ralph P.0verend等人(編輯)在“B1massLiquefact1n:An Overview”，F(xiàn)undamentals of Thermochemical B1mass Convers1n,Elsevier Applied Science Publishers LTD.，1985，第967-1002頁(yè)中被大體描述，其通過(guò)引用以其整體并入本文。
[0055]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括液化室，其用于使用從傳熱元件107經(jīng)由超臨界流體供應(yīng)至熱化學(xué)反應(yīng)室104的熱能對(duì)原料105實(shí)施液化處理。通過(guò)示例，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括但不限于，超臨界液化反應(yīng)器。出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，‘超臨界液化反應(yīng)器’被解釋為包括適合于使用超臨界流體對(duì)原料材料實(shí)施液化處理的任何反應(yīng)器、反應(yīng)容器或反應(yīng)室。
[0056]如本文中先前提到的，某些超臨界流體比如超臨界CO2顯示出低的粘度和表面張力，這允許這些超臨界流體滲透有機(jī)材料。本文還提到，通過(guò)給定的超臨界流體滲透有機(jī)材料可以減少用于使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成細(xì)顆粒以用于反應(yīng)的需求，從而減少原料材料的反應(yīng)中的能量消耗。
[0057]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括液化室，其用于在超臨界流體(例如，超臨界CO2)的存在下對(duì)原料105實(shí)施高溫液化處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體液化所需要的超臨界流體通過(guò)使超臨界流體與原料105在熱化學(xué)反應(yīng)室104中混合而轉(zhuǎn)移至原料105。超臨界流體供應(yīng)對(duì)原料材料105的傳熱以及與原料材料以細(xì)胞水平的物理相互作用兩者。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以在范圍在300°C至500°C的溫度下在超臨界流體的存在下對(duì)原料105實(shí)施液化處理。
[0058]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以實(shí)施包括原料材料(例如，生物質(zhì)原料材料)的纖維素材料的解構(gòu)的液化步驟。本文提到，該纖維素解構(gòu)提供了接近原料材料的內(nèi)部糖的改進(jìn)的機(jī)會(huì)，同時(shí)還使原料材料中的木質(zhì)素鏈和半纖維素鏈去卷積。本文還提到，原料材料的纖維素分解可以使用供應(yīng)至原料材料的超臨界流體來(lái)實(shí)施。在超臨界CO2的情況下，CO2可以使原料材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)膨脹，直到材料的細(xì)胞壁被破壞或纖維素材料開(kāi)始裂開(kāi)。在這點(diǎn)上，在水中可溶的超臨界CO2可以通過(guò)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中的孔擴(kuò)散并且選擇性地與生物質(zhì)材料的非極性組分比如烴反應(yīng)。然后，可以被捕獲在木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的孔中的CO2的突然膨脹可以導(dǎo)致生物質(zhì)的解構(gòu)。此外，該過(guò)程還可以導(dǎo)致基礎(chǔ)材料比如原料中的木質(zhì)素鏈和半纖維素鏈的去卷積。
[0059]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以實(shí)施包括解聚的液化步驟。例如，解聚可以導(dǎo)致基礎(chǔ)分子比如但不限于原料材料105(或來(lái)自原料材料的中間產(chǎn)物)中的木質(zhì)素或半纖維素的分解。例如，系統(tǒng)100的基于解聚的液化可以引起分子-至-分子分解或來(lái)自原料(中間產(chǎn)物)中的給定分子的各種分子群組的分解。
[0060]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以實(shí)施包括熱分解的液化步驟。例如，原料(或中間產(chǎn)物)的熱分解可以導(dǎo)致斷裂橫跨原料材料(或中間產(chǎn)物)的分子內(nèi)的分子間鍵(例如，碳-碳鍵斷裂)。
[0061]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以結(jié)合液化對(duì)原料(或中間產(chǎn)物)實(shí)施一種或更多種提取處理。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可操作地耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104的提取室可以結(jié)合液化對(duì)原料(或中間產(chǎn)物)實(shí)施一種或更多種提取處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成在熱解之前從原料材料除去另外的化合物。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以被配置成除去油和脂質(zhì)、糖或其他氧化化合物中的至少一種。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提取的化合物可以被收集并且儲(chǔ)存以用于形成另外的生物衍生產(chǎn)物。
[0062]本文提到，從原料材料105中除去糖是特別有利的。本文認(rèn)識(shí)到，糖在升高的溫度下成為焦糖并且可以用以阻擋超臨界流體比如超臨界CO2進(jìn)入原料材料105的纖維素結(jié)構(gòu)。另外，存在于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102中的糖還可以用以損害下游催化劑床(如果有的話)。本文提到，糖的除去幫助避免形成氧化化合物比如但不限于糠醛、羥甲基糠醛(hydroxymetha lfurf ura I )、香草酸以及類似物。
[0063]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102可以在低于200的溫度下從原料105中提取材料。本文提到，在低于200°C的溫度下提取糖是有益的，因?yàn)楣?、蔗糖和麥芽糖各自在低于約180°C的溫度下成為焦糖。在這點(diǎn)上，通過(guò)纖維素材料的解構(gòu)和糖的清除，超臨界流體可以用于在熱解期間的溫度升高之前從原料105中提取糖。
[0064]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以實(shí)施包括加氫的液化步驟。本文提至IJ，在液化期間，加氫可以用于修復(fù)一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物比如生物油內(nèi)的磨損的分子鍵，從而使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物穩(wěn)定化。
[0065]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成在熱分解之前將原料105干燥至選定的干燥水平。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可操作地耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104的干燥器被配置成在熱分解之前將原料105干燥至選定的干燥水平。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104(或干燥器)可以利用超臨界流體以將原料105干燥至選定的水平。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以將原料105干燥至5.0%至15.0%的水分含量水平。通過(guò)另一個(gè)示例，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以控制水分含量，使得一些量的水分保持在原料105材料中。例如，在松木的情況下，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以使水分含量水平從約7.0%變化至55%。
[0066]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成在熱分解之前預(yù)加熱原料105。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可操作地耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104的預(yù)加熱室104被配置成在熱分解之前預(yù)加熱原料105。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104(或預(yù)加熱室)可以將原料材料預(yù)加熱至用于液化和/或熱解所需要溫度的溫度或接近用于液化和/或熱解所需要溫度的溫度。
[0067]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成在熱分解之前預(yù)處理原料105。例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以在液化和/或熱解之前用氫氣預(yù)加氫處理原料材料。例如，用氫氣預(yù)處理原料材料可以幫助除去材料比如但不限于硫，以及用于將氫供給至斷開(kāi)的懸擺鍵(即，穩(wěn)定自由基)。
[0068]圖1C示出配備有用于實(shí)施系統(tǒng)100的多級(jí)熱化學(xué)處理的各個(gè)步驟的多個(gè)處理室的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括專用的干燥器/預(yù)加熱器134、液化室136、提取室138和熱解室140。
[0069]
【申請(qǐng)人】提到，雖然以上描述指出，在某些實(shí)施方案中，熱解反應(yīng)室、液化室、提取室和/或干燥器/預(yù)加熱器可以作為單獨(dú)的室存在，但這不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制。而是，本文預(yù)期，熱化學(xué)步驟中的兩個(gè)或更多個(gè)可以各自在單一反應(yīng)室中實(shí)施。
[0070]在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)反應(yīng)室104包括多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成橫跨多個(gè)溫度范圍將超臨界流體的多個(gè)部分轉(zhuǎn)移至容納于多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行一組熱化學(xué)反應(yīng)處理。
[0071]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成在第一溫度范圍內(nèi)將超臨界流體的第一部分轉(zhuǎn)移至容納于單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行干燥處理。
[0072]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將超臨界流體的第二部分轉(zhuǎn)移至容納于單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行預(yù)加熱處理。
[0073]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將超臨界流體的第三部分供應(yīng)至容納于單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行液化處理。
[0074]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成在第四溫度范圍內(nèi)將超臨界流體的第四部分供應(yīng)至容納于單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行提取處理，以從原料的至少一部分中除去至少一種氧化化合物。
[0075]在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)102被配置成在第五溫度范圍內(nèi)將超臨界流體的第五部分供應(yīng)至容納于單一熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的一定體積的原料105，以對(duì)一定體積的原料的至少一部分進(jìn)行熱解處理。
[0076]在一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體(例如，超臨界CO2)的流量和溫度橫跨熱化學(xué)反應(yīng)室104空間地改變。例如，為了改變橫跨反應(yīng)室104的流量和/或溫度，各自在不同溫度下的超臨界流體的多種流量可以在進(jìn)入單一反應(yīng)室之前被建立。在這點(diǎn)上，在豎式反應(yīng)室中，對(duì)應(yīng)于各個(gè)熱化學(xué)階段的在許多空間位置處的流速和溫度可以改變。通過(guò)另一個(gè)示例，超臨界流體的溫度可以通過(guò)使超臨界流體沿著熱化學(xué)反應(yīng)室104的長(zhǎng)度流動(dòng)而沿著熱化學(xué)反應(yīng)室104的長(zhǎng)度改變。例如，低溫超臨界⑶2的流量可以與較高溫度(例如，在70 °C至150 °C之間)下的CO2的流量組合以溶解糖。在另一點(diǎn)處，下游(例如，具有0.25-4m/s的平均流速的1-3米下游)超臨界⑶2在熱解溫度下或在熱解溫度以上(例如，在5000C以上)被混合至室中。通過(guò)根據(jù)長(zhǎng)度使各個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)步驟的溫度分階段，流速可以被用于控制反應(yīng)時(shí)間。
[0077]還預(yù)期，兩個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)步驟比如熱解、液化和提取在熱化學(xué)室104中實(shí)施，而另外的步驟比如干燥和預(yù)加熱在可操作地耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104的專用室中實(shí)施。
[0078]參照?qǐng)D1A-1E，根據(jù)系統(tǒng)100的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案，系統(tǒng)100包括分離單元113。在一個(gè)實(shí)施方案中，分離器單元119被可操作地耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室104并且布置成使一種或更多種材料從離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104的超臨界流體中分離。例如，分離器單元119可以被放置成與熱化學(xué)反應(yīng)室104的出口流體連通并且配置成使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(從原料材料的熱化學(xué)分解得到)從離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104的超臨界流體中分離。
[0079]在一個(gè)實(shí)施方案中，分離器單元119包括溶解度控制器。例如，溶解度控制器可以被配置成控制在原料材料105的熱化學(xué)反應(yīng)之后包含于超臨界流體內(nèi)的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，溶解度控制器可以被配置成經(jīng)由壓力控制元件改變壓力，從而控制反應(yīng)廣物在超臨界流體中的溶解度。例如，超臨界流體(例如，超臨界C02 )可以膨脹(例如，在膨脹室中膨脹)至較低壓力超臨界狀態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，以便除去并且分離溶解或夾帶于超臨界流體中。例如，生物油或加氫處理的產(chǎn)物可以通過(guò)降低超臨界流體的壓力來(lái)從一定體積的超臨界流體提取，引起生物油或加氫處理的產(chǎn)物從超臨界流體脫落。本文提到，可以是可能的是，改變超臨界流體的壓力，而不引起流體留在超臨界狀態(tài)。
[0080]在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶解度控制器可以被配置成經(jīng)由超臨界流體的溫度控制元件(例如，加熱元件/冷卻元件)改變溫度，從而控制反應(yīng)產(chǎn)物在超臨界流體中的溶解度。例如，生物油或加氫處理的產(chǎn)物可以通過(guò)改變超臨界流體的溫度而從一定體積的超臨界流體中提取，引起生物油或加氫處理的產(chǎn)物從超臨界流體脫落。
[0081]在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶解度控制器可以被配置成改變超臨界流體的溶劑溶度，從而控制反應(yīng)產(chǎn)物在超臨界流體中的溶解度。
[0082]在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶解度控制器可以通過(guò)將極性材料添加至超臨界流體中或除去超臨界材料中的極性材料來(lái)控制一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物比如生物油在超臨界流體中的溶解度。例如，一種或更多種油在超臨界二氧化碳中的溶解度可以通過(guò)添加/除去包含極性分子的一種或更多種材料來(lái)控制。例如，極性分子可以包括但不限于，Η2、Η20、醇以及類似物。通過(guò)另一個(gè)示例，在原料材料包括煤的情況下，一種或更多種油在超臨界CO2中的溶解度可以通過(guò)添加/除去包含氫供體分子的一種或更多種材料來(lái)控制。例如，氫供體材料可以包括但不限于，Η2、Η20和本領(lǐng)域中已知的任何其他氫供體溶劑，比如(四氫化萘、四氫熒蒽(4HFL)、二氫蒽(2HAn))。
[0083]在一個(gè)實(shí)施方案中，分離器單元119包括一個(gè)或更多個(gè)物理流動(dòng)分離器。例如，一個(gè)或更多個(gè)物理流動(dòng)分離器可以包括配置成使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，炭)從超臨界流體中分離的一個(gè)或更多個(gè)過(guò)濾器。通過(guò)另一個(gè)示例，一個(gè)或更多個(gè)物理流動(dòng)分離器可以包括基于密度的分離，據(jù)此一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物根據(jù)密度從超臨界流體中分離。
[0084]在另一個(gè)實(shí)施方案中，由熱化學(xué)反應(yīng)室104產(chǎn)生的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物可以包括但不限于，炭、生物油、揮發(fā)性氣體以及類似物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自熱化學(xué)反應(yīng)室104的反應(yīng)產(chǎn)物中的一種或更多種在超臨界流體(例如，超臨界CO2)中是可溶的。
[0085]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括發(fā)電系統(tǒng)114。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)電系統(tǒng)114被放置成與熱化學(xué)反應(yīng)室104流體連通。在另一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)電系統(tǒng)114被配置成接收來(lái)自熱化學(xué)反應(yīng)室114的超臨界流體并且用在原料105轉(zhuǎn)化為一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物之后加熱的超臨界流體發(fā)電。本文提到，離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104的超臨界流體(例如，超臨界CO2)將具有在反應(yīng)溫度(例如，熱解反應(yīng)溫度)下或接近反應(yīng)溫度(例如，熱解反應(yīng)溫度)的溫度，并且因此可以包含顯熱。在一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體在離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104時(shí)可以經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)熱交換器(圖1A-1E中未示出)加熱另外的工作流體。加熱的另外的工作流體然后可以驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)114的一部分比如渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，以便產(chǎn)生電功率。
[0086]在另一個(gè)實(shí)施方案中，超臨界流體在離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104時(shí)可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)114的一部分。例如，超臨界流體在離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104時(shí)可以直接驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)(或其他用于工作的產(chǎn)生的機(jī)器)以發(fā)電。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如本文先前描述的一個(gè)或更多個(gè)分離單元119可以使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物在進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)114的旋轉(zhuǎn)機(jī)器中之前從離開(kāi)化學(xué)反應(yīng)室104的超臨界流體中分離。
[0087]在另一個(gè)實(shí)施方案中，由發(fā)電系統(tǒng)114產(chǎn)生的電被用于增強(qiáng)系統(tǒng)100的一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)電系統(tǒng)114被電耦合至系統(tǒng)100的一部分并且配置成用產(chǎn)生的電的至少一部分增強(qiáng)100。例如，發(fā)電系統(tǒng)114可以被電耦合至電化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的部件并且配置成用產(chǎn)生的電的至少一部分增強(qiáng)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102。例如，來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電可以被用于給熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的一個(gè)或更多個(gè)材料轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(例如，原料供應(yīng)系統(tǒng))供以動(dòng)力。在另一個(gè)示例中，來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電可以被用于給熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的一個(gè)或更多個(gè)處理系統(tǒng)供以動(dòng)力。在另一個(gè)示例中，來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電可以被用于給一個(gè)或更多個(gè)加熱系統(tǒng)(例如，預(yù)加熱器的加熱元件)供以動(dòng)力，所述一個(gè)或更多個(gè)加熱系統(tǒng)用于加熱被熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102利用或處理的材料。通過(guò)另一個(gè)示例，發(fā)電系統(tǒng)114可以被電耦合至熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的部件并且配置成用產(chǎn)生的電的至少一部分增強(qiáng)熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106。例如，來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電可以被用于給熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的一個(gè)或更多個(gè)栗供以動(dòng)力。
[0088]在另一個(gè)實(shí)施方案中，由發(fā)電系統(tǒng)114產(chǎn)生的電被轉(zhuǎn)移至外部功率消耗系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)電系統(tǒng)114被電耦合至消費(fèi)者電網(wǎng)的一部分并且配置成向電網(wǎng)供應(yīng)電功率。
[0089]在另一個(gè)實(shí)施方案中，由發(fā)電系統(tǒng)114產(chǎn)生的電被轉(zhuǎn)移至一個(gè)或更多個(gè)熱源108的一個(gè)或更多個(gè)操作系統(tǒng)。在一個(gè)或更多個(gè)熱源108是核反應(yīng)堆的情況下，發(fā)電系統(tǒng)114可以被耦合至核反應(yīng)堆的一個(gè)或更多個(gè)操作系統(tǒng)并且配置成向核反應(yīng)堆的一個(gè)或更多個(gè)操作系統(tǒng)(例如，控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、冷卻劑系統(tǒng)(例如，冷卻劑系統(tǒng)的栗)、安保系統(tǒng)以及類似物)供應(yīng)電功率。
[0090]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)(未不出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)被電耦合至發(fā)電系統(tǒng)114(或系統(tǒng)100的任何其他發(fā)電系統(tǒng))的電輸出。例如，由發(fā)電系統(tǒng)114產(chǎn)生的電被轉(zhuǎn)移至氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)并且配置成產(chǎn)生氫氣。在另一個(gè)實(shí)施方案中，經(jīng)由來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電產(chǎn)生的氫氣然后可以被儲(chǔ)存并且用于在系統(tǒng)100(或其他相關(guān)系統(tǒng))內(nèi)加氫處理和/或加氫裂化。
[0091]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括猝滅系統(tǒng)120。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖1A-1E中所示，猝滅系統(tǒng)120被放置成與化學(xué)反應(yīng)室102流體連通。在這點(diǎn)上，猝滅系統(tǒng)120可以接收來(lái)自熱化學(xué)反應(yīng)室104的反應(yīng)產(chǎn)物。轉(zhuǎn)而，熱可以經(jīng)由熱回收系統(tǒng)和/或熱放出系統(tǒng)126從熱的熱化學(xué)反應(yīng)室104中提取。從一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物中提取的熱可以冷卻至選定水平。本文提到，該猝滅處理可以快速地發(fā)生或可以在若干秒內(nèi)發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施方案中，猝滅系統(tǒng)120可以使反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)溫度(例如，用于熱解反應(yīng)的約350-600 °C的溫度)冷卻至適合于維持生物油的溫度(例如，約40 °C和45 °C之間的溫度)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，猝滅系統(tǒng)120可以使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)溫度冷卻至適合于加氫處理(例如，約200 °C和400°C之間的溫度)和加氫裂化(例如，約400°C和450°C之間的溫度)的溫度。
[0092]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括熱回收系統(tǒng)126。在回收的情況下，猝滅系統(tǒng)126可以經(jīng)由用以熱耦合系統(tǒng)120和熱回收系統(tǒng)126的傳熱回路從猝滅系統(tǒng)(或系統(tǒng)100的任何其他合適的子系統(tǒng))中回收熱。在一個(gè)實(shí)施方案中，回收的熱可以用作同流換熱器或再生器。在一個(gè)實(shí)施方案中，能量可以在渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)114之后被回收。在另一個(gè)實(shí)施方案中，能量可以在通過(guò)室104實(shí)施的熱化學(xué)處理之后被回收。在另一個(gè)實(shí)施方案中，回收的能量可以在熱化學(xué)處理之前被用于預(yù)加熱原料材料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，回收的能量可以被用于為系統(tǒng)100的一個(gè)或更多個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生輔助功率(例如，機(jī)械功率或電功率)。
[0093]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100可以耦合至熱放出系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱放出系統(tǒng)(未示出)將核產(chǎn)生的熱放出至環(huán)境條件。以這種方式，多個(gè)熱放出系統(tǒng)或熱利用系統(tǒng)可以被耦合。本文提到，該耦合在一個(gè)或更多個(gè)熱源108(例如，核反應(yīng)堆)提供比由熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102可以利用的熱能更多的熱能的情況中可以是合意的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱放出耦合可以被用于使總體熱系統(tǒng)的熱源108側(cè)(例如，核反應(yīng)堆側(cè))上的熱變化平穩(wěn)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在基于核反應(yīng)堆的熱源的情況下，熱放出耦合可以被用于保證用于使核產(chǎn)生的熱的一部分移除至環(huán)境條件的熱路徑。核產(chǎn)生的熱的該部分可以與核系統(tǒng)能夠在關(guān)閉之后立即或在關(guān)閉之后期望的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)堆衰變熱的量成比例或相等。
[0094]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括熱化學(xué)處理系統(tǒng)122。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)處理系統(tǒng)122可以對(duì)一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物實(shí)施處理過(guò)程。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)處理系統(tǒng)122在猝滅過(guò)程之后熱化學(xué)地處理一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱化學(xué)處理系統(tǒng)122可以對(duì)一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物實(shí)施加氫處理過(guò)程或加氫裂化過(guò)程。在另一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)熱源108的熱能可以驅(qū)動(dòng)由處理系統(tǒng)122實(shí)施的加氫處理和/或加氫裂化。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在熱化學(xué)反應(yīng)過(guò)程以及隨后的處理期間由系統(tǒng)100產(chǎn)生的氫氣可以被用于加氫處理或加氫裂化一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0095]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括用于儲(chǔ)存一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物或一種或更多種被處理的反應(yīng)產(chǎn)物的一個(gè)或更多個(gè)儲(chǔ)存系統(tǒng)124。
[0096]圖1D示出根據(jù)系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案的系統(tǒng)100的揮發(fā)性氣體分離器126。在一個(gè)實(shí)施方案中，揮發(fā)性氣體分離器126可以接收來(lái)自反應(yīng)室104或猝滅系統(tǒng)120的一定體積的反應(yīng)產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，揮發(fā)性氣體分離器126可以使一種或更多種揮發(fā)性氣體從一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的剩余物中分離。例如，揮發(fā)性氣體分離器126可以使揮發(fā)性氣體比如但不限于CH4、C2H4、C2H6、CO、CO2、H2、H2O從固體或液體反應(yīng)產(chǎn)物中分離。本文提到，揮發(fā)性氣體分離器126可以包括本領(lǐng)域中已知的任何揮發(fā)性氣體分離裝置或工藝。還認(rèn)知到，這些氣體可以被冷卻、清潔、收集并且儲(chǔ)存以便未來(lái)利用。揮發(fā)性氣體可以產(chǎn)生以便為本公開(kāi)內(nèi)容中描述的各個(gè)熱化學(xué)步驟中的任一個(gè)(例如，加氫處理和/加氫裂化)提供氫源。
[0097]在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)100包括升級(jí)系統(tǒng)128，其用于使來(lái)自氣體分離器126的揮發(fā)性氣體升級(jí)和/或產(chǎn)生Hs。在一個(gè)實(shí)施方案中，升級(jí)系統(tǒng)128被耦合至外部燃料供應(yīng)部130。在這點(diǎn)上，外部燃料供應(yīng)部130可以用外部燃料增補(bǔ)揮發(fā)性氣體以產(chǎn)生升級(jí)的合成氣體(B卩，合成氣)和/或出。例如，外部燃料供應(yīng)部130可以將烴(例如，甲烷、天然氣以及類似物)、水、蒸汽、熱和/或電供應(yīng)至揮發(fā)性氣體以產(chǎn)生合成氣體和/或Hs。
[0098]在另一個(gè)實(shí)施方案中，升級(jí)的揮發(fā)性氣體可以被轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)100的一個(gè)或更多個(gè)部分，以便增強(qiáng)系統(tǒng)100內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)處理。例如，升級(jí)的揮發(fā)性氣體可以轉(zhuǎn)移至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102(例如，熱化學(xué)反應(yīng)室104)的一個(gè)或更多個(gè)部分，以便使一種或更多種化合物揮發(fā)或使由一個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)(例如，在液化、提取、熱解以及類似過(guò)程期間發(fā)生的熱化學(xué)反應(yīng))產(chǎn)生的一種或更多種化合物加氫。通過(guò)另一個(gè)示例，升級(jí)的揮發(fā)性氣體可以與氧氣和/或空氣組合并且提供至發(fā)電系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)114、系統(tǒng)132以及類似系統(tǒng))，并且燃燒以在選定的流體流在發(fā)電系統(tǒng)(例如，發(fā)電系統(tǒng)114的渦輪機(jī))中膨脹之前將熱添加至選定的流體流。
[0099]在另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括另外的發(fā)電系統(tǒng)132。在一個(gè)實(shí)施方案中，另外的發(fā)電系統(tǒng)132可以被耦合至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102的可以獲得顯熱的任何部分。例如，如圖1E中所示，發(fā)電系統(tǒng)132可以被耦合至猝滅系統(tǒng)120和熱回收系統(tǒng)126之間的傳熱回路。
[0100]以下是描繪實(shí)施方式的一系列流程圖。為了易于理解，流程圖被組織為使得初始的流程圖經(jīng)由示例實(shí)施方式呈現(xiàn)實(shí)施方式，且在下文中，以下的流程圖呈現(xiàn)可選的實(shí)施方式和/或初始的流程圖的擴(kuò)展，作為在一個(gè)或更多個(gè)較早呈現(xiàn)的流程圖上建立的子部件操作或另外的部件操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文所利用的呈現(xiàn)的方式(例如，以呈現(xiàn)示例實(shí)施方式的流程圖的呈現(xiàn)開(kāi)始，且在其后在隨后的流程圖中提供另外的和/或進(jìn)一步的細(xì)節(jié))通常允許快速且容易理解各種過(guò)程實(shí)施方式。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，本文所使用的呈現(xiàn)的方式還使其自身適合于模塊化設(shè)計(jì)范式和/或目標(biāo)定向的程序設(shè)計(jì)范式。
[0101]圖2示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程200。在圖2中且在以下包括操作流程的各種示例的附圖中，討論和解釋可以相對(duì)于圖1A至圖1E的上述示例和/或相對(duì)于其他示例和上下文來(lái)提供。然而，應(yīng)理解，操作流程可以在許多其他環(huán)境和上下文中、和/或在圖1A至IE的修改版本中執(zhí)行。此外，雖然在示出的順序中呈現(xiàn)各種操作流程，但是應(yīng)當(dāng)理解，各種操作可以以除示出的順序之外的其他順序來(lái)進(jìn)行，或可以并行地進(jìn)行。
[0102]在開(kāi)始操作之后，操作流程200移動(dòng)至能量產(chǎn)生操作210。能量產(chǎn)生操作210描繪用至少一個(gè)熱源108產(chǎn)生熱能。例如，如圖1A至圖1E中所示，一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以產(chǎn)生熱能。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱源108可以包括但不限于，一個(gè)或更多個(gè)核反應(yīng)堆，比如，但不限于，熔融鹽冷卻核反應(yīng)堆、液體金屬冷卻反應(yīng)堆、氣冷反應(yīng)堆或超臨界流體冷卻反應(yīng)堆。
[0103]然后，原料提供操作220描繪提供一定體積的原料。例如，如圖1A至圖1E中所示，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以將一定體積的原料105提供至一個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室104 ο例如，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以包括用于將原料的供應(yīng)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室104的固體轉(zhuǎn)移或液體轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。
[0104]然后，超臨界流體提供操作230描繪提供一定體積的超臨界流體。例如，如圖1A至圖1E中所示，一定體積的超臨界流體可以被提供并且儲(chǔ)存在熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的傳熱元件107內(nèi)。例如，超臨界流體可以包括但不限于，超臨界二氧化碳和超臨界水。
[0105]然后，能量轉(zhuǎn)移操作240描繪將產(chǎn)生的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至一定體積的超臨界流體。例如，如圖1A至圖1E中所示，由一個(gè)或更多個(gè)熱源108產(chǎn)生的熱能可以被轉(zhuǎn)移至容納于熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的傳熱元件107內(nèi)的超臨界流體。
[0106]然后，能量轉(zhuǎn)移操作250描繪將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料。例如，如圖1A至圖1E中所示，儲(chǔ)存于容納于熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的傳熱元件107內(nèi)的超臨界流體內(nèi)的熱能可以被轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料材料 105。
[0107]然后，熱分解操作260描繪用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能對(duì)一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。例如，如圖1A至圖1E中所示，傳熱元件107可以將超臨界流體供應(yīng)至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室104內(nèi)的原料材料。儲(chǔ)存于超臨界流體中的熱能連同超臨界流體的滲透特性和膨脹特性可以使原料105的一部分熱分解以形成一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)。
[0108]圖3示出圖2的示例操作流程200的可選擇的實(shí)施方案。圖3示出其中提供操作220可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作302。
[0109]操作302示出提供一定體積的碳質(zhì)原料。例如，如圖1A至圖1E中所示，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以將一定體積的碳質(zhì)原料105提供至一個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室104。例如，原料供應(yīng)系統(tǒng)112可以包括用于將碳質(zhì)原料的供應(yīng)轉(zhuǎn)移至一個(gè)或更多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室104的固體轉(zhuǎn)移系統(tǒng)或液體轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。碳質(zhì)原料可以包括但不限于，煤、生物質(zhì)材料、混合來(lái)源的生物材料、塑料、垃圾和填埋場(chǎng)廢物。
[0110]圖4示出圖2的示例操作流程200的可選擇的實(shí)施方案。圖4示出其中提供操作230可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作402。
[0111]操作402示出提供一定體積的碳質(zhì)原料。例如，如圖1A至圖1E中所示，由一個(gè)或更多個(gè)熱源108產(chǎn)生的熱能可以被轉(zhuǎn)移至容納于熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的傳熱元件107內(nèi)的一定體積的超臨界二氧化碳。
[0112]圖5示出圖2的示例操作流程200的可選擇的實(shí)施方案。圖5示出其中轉(zhuǎn)移操作240可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作502和/或操作504。
[0113]操作502示出將產(chǎn)生的熱能的一部分從至少一個(gè)熱源直接地轉(zhuǎn)移至一定體積的超臨界流體。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)106的傳熱元件107可以使一個(gè)或更多個(gè)熱源108的工作流體(例如，用作用于核反應(yīng)堆的冷卻劑的超臨界流體)直接耦合熱化學(xué)反應(yīng)室104。
[0114]在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作504示出將產(chǎn)生的熱能的一部分從至少一個(gè)熱源間接地轉(zhuǎn)移至一定體積的超臨界流體。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括中間傳熱系統(tǒng)111，所述中間傳熱系統(tǒng)111配置成經(jīng)由熱交換器115將熱能從一個(gè)或更多個(gè)熱源108的工作流體轉(zhuǎn)移至熱中間傳熱元件113 (例如，傳熱回路)的傳熱流體。轉(zhuǎn)而，中間熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)113被布置成經(jīng)由熱交換器113將熱能從中間傳熱元件113轉(zhuǎn)移至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的超臨界工作流體。
[0115]圖6示出圖2的示例操作流程200的可選擇的實(shí)施方案。圖6示出其中轉(zhuǎn)移操作250可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作602。
[0116]操作602示出通過(guò)使一定體積的超臨界流體的至少一部分與一定體積的原料的至少一部分混合而將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料。例如，如圖1A至圖1E中所示，傳熱元件107可以使超臨界流體直接流入熱化學(xué)反應(yīng)室104的內(nèi)部中，以便使超臨界流體與布置于反應(yīng)室105內(nèi)的原料材料105混合，從而將儲(chǔ)存于超臨界流體比如超臨界二氧化碳內(nèi)的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至一定體積的原料。
[0117]圖7示出圖2的示例操作流程200的可選擇的實(shí)施方案。圖7示出其中熱分解操作260可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作702、操作704和/或操作706。
[0118]操作702示出用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能對(duì)一定體積的原料進(jìn)行熱解反應(yīng)處理，以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括與容納于傳熱元件107中的超臨界流體熱連通的熱解室。此外，熱解室可以使用利用超臨界流體供應(yīng)至熱解室的熱能對(duì)原料105實(shí)施熱解處理。
[0119]在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作704示出用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能在350 °C和600 °C之間的溫度下對(duì)一定體積的原料進(jìn)行快速熱解反應(yīng)處理，以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括與容納于傳熱元件107中的具有350 0C和600 V之間的溫度的超臨界流體熱連通的快速熱解室。此外，熱解室可以使用利用超臨界流體供應(yīng)至快速熱解室的熱能對(duì)原料105實(shí)施快速熱解處理。
[0120]在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作706示出用從一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至一定體積的原料的熱能對(duì)一定體積的原料進(jìn)行液化處理，以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以包括與容納于傳熱元件107中的超臨界流體熱連通的液化室。此外，液化室可以使用利用超臨界流體供應(yīng)至液化室的熱能對(duì)原料105實(shí)施液化處理。
[0121]圖8示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程800。圖8示出其中圖8的示例操作流程800可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括分離操作810、分離操作812和/或分離操作814。
[0122]操作810示出在至少一個(gè)熱分解處理之后使至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從超臨界流體中分離。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括分離器單元119，所述分離器單元119耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室并且配置成在熱分解處理之后使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)從超臨界流體(例如，超臨界二氧化碳)中分離。
[0123]在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作812示出通過(guò)在至少一個(gè)熱化學(xué)分解處理之后控制至少一種產(chǎn)物的溶解度參數(shù)在至少一個(gè)熱分解處理之后使至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從超臨界流體中分離。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括分離器單元119，所述分離器單元119耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室并且配置成通過(guò)在熱分解處理之后控制一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度參數(shù)使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)從超臨界流體(例如，超臨界二氧化碳)中分離。例如，分離器單元119可以通過(guò)控制超臨界流體的壓力而控制溶解度參數(shù)。
[0124]在另一個(gè)實(shí)施方案中，操作814示出在至少一個(gè)熱分解處理之后經(jīng)由物理流動(dòng)分離器使至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從超臨界流體中分離。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括分離器單元119，所述分離器單元119耦合至熱化學(xué)反應(yīng)室并且配置成在熱分解處理之后經(jīng)由物理流動(dòng)分離器使一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物(例如，生物油)從超臨界流體(例如，超臨界二氧化碳)中分離。例如，物理流動(dòng)分離器可以包括基于密度的分離器單元。
[0125]圖9示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程900。圖9示出其中圖9的示例操作流程900可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括干燥操作910。
[0126]操作910示出在進(jìn)行熱分解處理之前干燥原料的至少一部分。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括干燥器134，所述干燥器134用于在通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)室104實(shí)施熱分解處理之前干燥(例如，干燥至5-15 %的水分水平)原料材料105。
[0127]圖10示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1000。圖10示出其中圖10的示例操作流程1000可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括預(yù)加熱操作1010。
[0128]操作1010示出在進(jìn)行熱分解處理之前預(yù)加熱原料的至少一部分。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括預(yù)加熱器，所述預(yù)加熱器用于在通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)室104實(shí)施熱分解處理之前將原料材料105預(yù)加熱至熱化學(xué)反應(yīng)室104所需的反應(yīng)溫度或接近熱化學(xué)反應(yīng)室104所需的反應(yīng)溫度的溫度。
[0129]圖11示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1100。圖11示出其中圖11的示例操作流程1100可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括預(yù)處理操作1110。
[0130]操作1110示出在進(jìn)行熱分解處理之前預(yù)處理原料的至少一部分。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括預(yù)處理器，所述預(yù)處理器用于在通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)室104實(shí)施熱分解處理之前預(yù)處理原料材料105。例如，預(yù)處理器(或處理系統(tǒng)122)可以在通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)室104實(shí)施熱分解處理之前預(yù)加氫處理原料材料。
[0131]圖12示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1200。圖12示出其中圖12的示例操作流程1200可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括提取操作1210和/或提取操作1211。
[0132]操作1210示出從原料的至少一部分提取至少一種材料。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱化學(xué)反應(yīng)室104被配置成在利用超臨界流體熱解以運(yùn)走材料之前使另外的化合物從原料材料中除去。
[0133]操作1212示出從原料的至少一部分中提取至少一種氧化化合物。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱化學(xué)反應(yīng)室104可以被配置成除去油和脂質(zhì)、糖或其他氧化化合物中的至少一種。
[0134]圖13A示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1300。圖13A示出其中圖13A的示例操作流程1300可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作1310和/或操作1320。
[0135]操作1310示出在熱化學(xué)分解處理之后接收超臨界流體。例如，如圖1A至圖1E中所示，發(fā)電系統(tǒng)114可以在熱分解處理之后接收來(lái)自熱化學(xué)反應(yīng)室104的出口的超臨界流體。
[0136]操作1312示出使用接收的超臨界流體發(fā)電。例如，如圖1A至圖1E中所示，發(fā)電系統(tǒng)114可以利用超臨界流體發(fā)電。例如，超臨界流體可以驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)114的渦輪機(jī)以發(fā)電。
[0137]圖13B示出圖13A的示例操作流程1300的另外的實(shí)施方案。圖13B示出其中圖13B的示例操作流程1300可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作I330。
[0138]操作1330示出用產(chǎn)生的電產(chǎn)生氫氣。例如，如圖1A至圖1E中所示，氫氣產(chǎn)生單元可以被耦合至發(fā)電系統(tǒng)114的電輸出。在這點(diǎn)上，來(lái)自發(fā)電系統(tǒng)114的電可以驅(qū)動(dòng)氫氣產(chǎn)生單元以便產(chǎn)生氫氣。
[0139]圖14示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1400。圖14示出其中圖14的示例操作流程1400可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作1410。
[0140]操作1410示出對(duì)至少一種反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理過(guò)程和加氫裂化過(guò)程中的至少一種。例如，如圖1A至圖1E中所示，處理系統(tǒng)122可以對(duì)離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理過(guò)程或加氫裂化過(guò)程。
[0141]圖15A示出代表與進(jìn)行原料熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)的示例操作的操作流程1500。圖15A示出其中圖15A的示例操作流程1500可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作1510。
[0142]操作1510示出在熱分解處理之后猝滅至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。例如，如圖1A至圖1E中所示，猝滅系統(tǒng)120可以在一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)熱化學(xué)反應(yīng)室104之后猝滅一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0143]圖15B示出圖15A的示例操作流程1500的另外的實(shí)施方案。圖15B示出其中圖15B的示例操作流程1500可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作I520。
[0144]操作1520示出回收來(lái)自至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱回收系統(tǒng)126可以被耦合至猝滅系統(tǒng)120并且配置成經(jīng)由傳熱回路回收來(lái)自被猝滅的一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。
[0145]圖15C示出圖15A的示例操作流程1500的另外的實(shí)施方案。圖15C示出其中圖15C的示例操作流程1500可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作I530。
[0146]操作1530示出放出來(lái)自至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。例如，如圖1A至圖1E中所示，熱放出系統(tǒng)可以被熱耦合至熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)102并且配置成放出來(lái)自一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物或超臨界流體的熱。例如，熱放出系統(tǒng)可以被耦合至散熱器并且配置成將儲(chǔ)存于一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物或超臨界流體中的過(guò)剩熱能轉(zhuǎn)移至散熱器。
[0147]圖15D示出圖15A的示例操作流程1500的另外的實(shí)施方案。圖15D示出其中圖15D的示例操作流程1500可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作I540。
[0148]操作1540示出使至少一種揮發(fā)性氣體從至少一種反應(yīng)產(chǎn)物中分離。例如，如圖1A至圖1E中所示，氣體分離器126可以接收一種或更多種反應(yīng)產(chǎn)物并且使一種或更多種揮發(fā)性氣體反應(yīng)產(chǎn)物從非揮發(fā)性氣體產(chǎn)物中分離。
[0149]圖15E示出圖15A的示例操作流程1500的另外的實(shí)施方案。圖15E示出其中圖15E的示例操作流程1500可以包括至少一個(gè)另外的操作的示例實(shí)施方案。另外的操作可以包括操作I550。
[0150]操作1550示出使用至少一種揮發(fā)性氣體產(chǎn)生雙原子氫。例如，如圖1A至圖1E中所示，系統(tǒng)100可以包括升級(jí)系統(tǒng)128。例如，升級(jí)系統(tǒng)128可以接收來(lái)自氣體分離器126的一種或更多種揮發(fā)性氣體反應(yīng)產(chǎn)物并且用來(lái)自外部燃料供應(yīng)部130的一種或更多種燃料(例如，天然氣、電和/或水)處理?yè)]發(fā)性氣體反應(yīng)產(chǎn)物。然后，升級(jí)系統(tǒng)128可以使揮發(fā)性氣體反應(yīng)產(chǎn)物與外部燃料組合以產(chǎn)生合成氣體或H2。
[0151]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，最新技術(shù)水平已經(jīng)進(jìn)展到在系統(tǒng)的方面的硬件、軟件和/或固件實(shí)施方式之間只存在很小的區(qū)別;硬件、軟件和/或固件的使用通常(但不總是如此，因?yàn)樵谀承┉h(huán)境下，硬件和軟件之間的選擇可以變得有意義)是代表成本相對(duì)于效率權(quán)衡的設(shè)計(jì)選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，存在可以實(shí)現(xiàn)本文描述的過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其他技術(shù)的各種媒介物(例如，硬件、軟件和/或固件)，并且優(yōu)選的媒介物將隨著其中過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其他技術(shù)被部署的環(huán)境而改變。例如，如果實(shí)施者確定速度和準(zhǔn)確度是最重要的，那么實(shí)施者可以選擇主要是硬件和/或固件的媒介物;可選擇地，如果柔性是最重要的，那么實(shí)施者可以選擇主要軟件的實(shí)施方式;或，又一次可選擇地，實(shí)施者可以選擇硬件、軟件和/或固件的某種組合。因此，存在可以實(shí)現(xiàn)本文描述的過(guò)程和/或裝置和/或其他技術(shù)的若干可能的媒介物，該若干可能的媒介物中沒(méi)有一個(gè)固有地優(yōu)于其他媒介物，因?yàn)榇焕玫娜魏蚊浇槲锸侨Q于該媒介物將被部署在其中的環(huán)境以及實(shí)施者的具體考慮(例如，速度、柔性或可預(yù)測(cè)性)而做出的選擇，而任何這些都可以改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，實(shí)施方式的光學(xué)方面將通常采用光學(xué)定向的硬件、軟件和/或固件。
[0152]在本文描述的某些實(shí)施方式中，邏輯實(shí)施方式以及類似的實(shí)施方式可以包括軟件或其他控制結(jié)構(gòu)。例如，電子電路可以將電流的一個(gè)或更多個(gè)路徑構(gòu)造且布置成實(shí)施如本文描述的各種功能。在某些實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)媒介可以被配置成當(dāng)這類媒介保持或傳輸可操作以如本文描述地進(jìn)行的裝置-可檢測(cè)的指令時(shí)承載裝置-可檢測(cè)的實(shí)施方式。在某些變體中，例如，實(shí)施方式可以包括對(duì)現(xiàn)有的軟件或固件、或門陣列或可編程硬件進(jìn)行升級(jí)或修改，比如通過(guò)進(jìn)行與本文描述的一個(gè)或更多個(gè)操作相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)指令的接收或傳輸。可選擇地或此外，在某些變體中，實(shí)施方式可以包括特定用途的硬件、軟件、固件部件、和/或執(zhí)行或以其他方式調(diào)用特定用途部件的通用部件。規(guī)格參數(shù)或其他實(shí)施方式可以通過(guò)如本文描述的有形傳輸媒介中的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例、任選地通過(guò)包傳輸或以其他方式通過(guò)在不同的時(shí)間穿過(guò)分布式媒介來(lái)傳輸。
[0153]可選擇地或此外，實(shí)施方式可以包括執(zhí)行特定用途的指令序列或調(diào)用電路，以用于啟用、觸發(fā)、協(xié)調(diào)、請(qǐng)求或以其他方式引起本文描述的幾乎任何功能性操作的一次或更多次發(fā)生。在某些變體中，本文的操作描述或其他邏輯描述可以被表達(dá)為源代碼，并且作為可執(zhí)行的指令序列來(lái)編譯或以其他方式調(diào)用。例如，在某些環(huán)境中，實(shí)施方式可以整體地或部分地通過(guò)源代碼比如C++或其他代碼序列來(lái)提供。在其他實(shí)施方式中，使用可商購(gòu)和/或本領(lǐng)域的技術(shù)，源代碼或其他代碼實(shí)施方式可以被編譯/實(shí)施/翻譯/轉(zhuǎn)換成高級(jí)描述語(yǔ)言(例如，最初以C或C++編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)施描述的技術(shù)，并且其后將該編程語(yǔ)言實(shí)施方式轉(zhuǎn)換成可邏輯合成的語(yǔ)言實(shí)施方式、硬件描述語(yǔ)言實(shí)施方式、硬件設(shè)計(jì)模擬實(shí)施方式、和/或其他這種類似的表達(dá)模式)。例如，邏輯表達(dá)(例如，計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言實(shí)施方式)的某些或全部可以表現(xiàn)為Verilog式硬件描述(例如，經(jīng)由硬件描述語(yǔ)言(HDL)和/或超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VHDL))或可以然后用于產(chǎn)生具有硬件(例如，特定應(yīng)用的集成電路)的物理實(shí)施方式的其他電路模型。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到如何獲得、配置并且優(yōu)化合適的傳輸或計(jì)算機(jī)的元件、材料供應(yīng)、致動(dòng)器、或鑒于這些教導(dǎo)的其他結(jié)構(gòu)。
[0154]經(jīng)由使用框圖、流程圖和/或示例，前面的詳細(xì)描述已經(jīng)陳述裝置和/或過(guò)程的各種實(shí)施方案。至于這類框圖、流程圖和/或示例包含一個(gè)或更多個(gè)功能和/或操作，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這類框圖、流程圖或示例內(nèi)的每個(gè)功能和/或操作可以單獨(dú)地和/或集體地通過(guò)寬范圍的硬件、軟件、固件或?qū)嵸|(zhì)上其任何組合來(lái)實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文描述的主題的若干部分可以經(jīng)由特定應(yīng)用的集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、或其他集成形式來(lái)實(shí)施。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文描述的實(shí)施方案的某些方面可以整體地或部分地被等效地實(shí)施在集成電路中、實(shí)施為運(yùn)行在一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)上的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序(例如，實(shí)施為運(yùn)行在一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的一個(gè)或更多個(gè)程序)、實(shí)施為運(yùn)行在一個(gè)或更多個(gè)處理器上的一個(gè)或更多個(gè)程序(例如，實(shí)施為運(yùn)行在一個(gè)或更多個(gè)微處理器上的一個(gè)或更多個(gè)程序)、實(shí)施為固件、或?qū)嵤閷?shí)質(zhì)上其任何組合，并且鑒于本公開(kāi)內(nèi)容，設(shè)計(jì)該電路和/或編寫用于該軟件和/或固件的代碼將是很好地在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的技能范圍內(nèi)的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本文描述的主題的機(jī)制能夠以多種形式被分布為程序產(chǎn)品，并且本文描述的主題的說(shuō)明性實(shí)施方案的應(yīng)用與實(shí)際用來(lái)實(shí)施該發(fā)布的信號(hào)承載媒介的特定類型無(wú)關(guān)。信號(hào)承載媒介的示例包括但不限于以下:可記錄型媒介，比如軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(⑶)、數(shù)字視頻光盤(DVD)、數(shù)字磁帶、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等；以及傳輸型媒介，比如數(shù)字的和/或模擬式的通信媒介(例如，纖維光纜、波導(dǎo)件、有線通信鏈接、無(wú)線通信鏈接(例如，發(fā)射器、接收器、發(fā)射邏輯器、接收邏輯器等)等)。
[0155]一般意義上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文描述的各種實(shí)施方案可以通過(guò)具有寬范圍的電氣部件(比如硬件、軟件、固件、和/或?qū)嵸|(zhì)上其任意組合)以及可以賦予機(jī)械力或運(yùn)動(dòng)的寬范圍的部件(比如剛體、彈簧或者扭轉(zhuǎn)體、液壓件、電磁致動(dòng)裝置、和/或?qū)嵸|(zhì)上其任意組合)的各種類型的機(jī)電系統(tǒng)來(lái)單獨(dú)地和/或集體地實(shí)施。因此，如本文使用的“機(jī)電系統(tǒng)”包括但不限于:與變送器(例如，致動(dòng)器、馬達(dá)、壓電晶體、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等)可操作地耦合的電氣回路、具有至少一個(gè)分立電路的電氣回路、具有至少一個(gè)集成電路的電氣回路、具有至少一個(gè)特定應(yīng)用的集成電路的電氣回路、形成由計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算裝置(例如，由計(jì)算機(jī)程序(該程序至少部分地實(shí)施本文描述的過(guò)程和/或裝置)配置的通用計(jì)算機(jī)、或由計(jì)算機(jī)程序(該程序至少部分地實(shí)施本文描述的過(guò)程和/或裝置)配置的微處理器)的電氣回路、形成存儲(chǔ)裝置(例如，多種形式的存儲(chǔ)器(例如，隨機(jī)訪問(wèn)的、閃速的、只讀的等))的電氣回路、形成通信裝置(例如，調(diào)制解調(diào)器、通信切換機(jī)、光電設(shè)備等)的電氣回路、和/或與之相連的任何非電氣模擬回路，比如光學(xué)的或其他模擬回路。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，機(jī)電系統(tǒng)的示例包括但不限于多種消費(fèi)電子系統(tǒng)、醫(yī)用器件、以及其他系統(tǒng)，比如機(jī)動(dòng)化的運(yùn)輸系統(tǒng)、工廠自動(dòng)化系統(tǒng)、安保系統(tǒng)和/或通信系統(tǒng)/計(jì)算系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，如本文使用的機(jī)電的不一定限于既具有電氣致動(dòng)又具有機(jī)械致動(dòng)的系統(tǒng)，除非上下文中另外說(shuō)明。
[0156]—般意義上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文描述的可以通過(guò)寬范圍的硬件、軟件、固件和/或其任何組合單獨(dú)地和/或集體地實(shí)施的各個(gè)方面可以被視作包括各種類型的“電氣回路”。因此，如本文使用的“電氣回路”包括但不限于，具有至少一個(gè)分立電路的電氣回路、具有至少一個(gè)集成電路的電氣回路、具有至少一個(gè)特定應(yīng)用的集成電路的電氣回路、形成由計(jì)算機(jī)程序配置的通用計(jì)算裝置(例如，由計(jì)算機(jī)程序(該程序至少部分地實(shí)施本文描述的過(guò)程和/或裝置)配置的通用計(jì)算機(jī)、或由計(jì)算機(jī)程序(該程序至少部分地實(shí)施本文描述的過(guò)程和/或裝置)配置的微處理器)的電氣回路、形成存儲(chǔ)裝置(例如，多種形式的存儲(chǔ)器(例如，隨機(jī)訪問(wèn)的、閃速的、只讀的等))的電氣回路、和/或形成通信裝置(例如，調(diào)制解調(diào)器、通信切換機(jī)、光電設(shè)備等)的電氣回路。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文描述的主題可以以模擬方式或數(shù)字方式或其某種組合來(lái)實(shí)施。
[0157]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文描述的裝置和/或過(guò)程的至少一部分可以被集成至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常包括以下中的一個(gè)或更多個(gè):系統(tǒng)單元外殼、視頻顯示裝置、存儲(chǔ)器比如易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器、處理器比如微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器、計(jì)算實(shí)體比如操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器、圖形用戶界面和應(yīng)用程序、一個(gè)或更多個(gè)交互裝置(例如，觸摸板、觸摸屏、天線等)和/或包括反饋回路和控制馬達(dá)(例如，用于感測(cè)位置和/或速度的反饋;用于移動(dòng)和/或調(diào)整部件和/或數(shù)量的控制馬達(dá))的控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以利用合適的可商購(gòu)部件來(lái)實(shí)施，比如通常在數(shù)據(jù)計(jì)算/通信和/或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算/通信系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的那些部件。
[0158]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，為了概念清楚起見(jiàn)，本文描述的組成部分(例如操作)、裝置、物體以及伴隨它們的討論被用作示例，并且預(yù)期各種構(gòu)型修改。因此，如本文所使用的，陳述的具體實(shí)施例以及伴隨的討論意圖是它們的較一般的類別的代表。一般來(lái)說(shuō)，任何特定實(shí)施例的使用意圖是其類別的代表，并且特定組成部分(例如操作)、裝置和物體的未包括內(nèi)容不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。
[0159]盡管使用者在本文被顯示/描述為單一的示出的附圖，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，使用者可以是人類使用者、機(jī)器人使用者(例如，計(jì)算實(shí)體)和/或大體上其任何組合的代表(例如，使用者可以通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器人代理來(lái)輔助)，除非上下文另外規(guī)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，一般來(lái)說(shuō)，使用者可以被稱作“發(fā)送器”和/或其他實(shí)體定向的術(shù)語(yǔ)(當(dāng)這類術(shù)語(yǔ)在本文被使用時(shí))，除非上下文另外規(guī)定。
[0160]關(guān)于本文的大體上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語(yǔ)的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適于上下文和/或應(yīng)用來(lái)將復(fù)數(shù)翻譯為單數(shù)和/或?qū)螖?shù)翻譯為復(fù)數(shù)。為了清楚的目的，各種單數(shù)/復(fù)數(shù)置換在本文不作特別陳述。
[0161]本文描述的主題有時(shí)示出容納于不同的其他部件中的或與不同的其他部件連接的不同的部件。應(yīng)理解，這類描繪的構(gòu)造僅僅是示例性的，并且實(shí)際上，可以實(shí)施實(shí)現(xiàn)相同功能的許多其他的構(gòu)造。在概念意義上，實(shí)現(xiàn)相同功能的部件的任何布置是有效地“相關(guān)聯(lián)的”，使得期望的功能被實(shí)現(xiàn)。因此，本文被組合以實(shí)現(xiàn)特定的功能的任何兩個(gè)部件都可以被看作彼此“相關(guān)聯(lián)”，使得期望的功能被實(shí)現(xiàn)，而無(wú)論構(gòu)造或中間部件如何。同樣，如此關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)部件也可以被視為是彼此“可操作地連接”或“可操作地耦合”以實(shí)現(xiàn)期望的功能，并且能夠被如此關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)部件也可以視作是彼此“可可操作地耦合的”以實(shí)現(xiàn)期望的功能。可可操作地耦合的具體示例包括但不限于物理地可配對(duì)和/或物理地相互作用的部件、和/或無(wú)線地可相互作用和/或無(wú)線地相互作用的部件、和/或邏輯地相互作用、和/或邏輯地可相互作用的部件。
[0162]在某些情況下，一個(gè)或更多個(gè)部件在本文可以被稱為“配置成”、“可配置成”、“可操作/可操作來(lái)”、“適合/可適合”、“能夠”、“可符合/符合”等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這類術(shù)語(yǔ)(例如，“配置成”)可以通常包括活動(dòng)狀態(tài)的部件和/或非活動(dòng)狀態(tài)的部件和/或備用狀態(tài)的部件，除非在上下文中另外要求。
[0163]雖然已經(jīng)示出和描述了本文描述的本主題的特定方面，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，基于本文的教導(dǎo)可以作出變化和修改，而不偏離本文所描述的主題及其更寬的方面，并且因此，所附的權(quán)利要求在它們的范圍內(nèi)將包括所有這類變化和修改，正如在本文所描述的主題的真實(shí)精神和范圍內(nèi)。本領(lǐng)域中技術(shù)人員將理解，一般來(lái)說(shuō)，本文且尤其在所附的權(quán)利要求(例如，所附的權(quán)利要求的主體)中使用的術(shù)語(yǔ)通常意圖為“開(kāi)放式”術(shù)語(yǔ)(例如，術(shù)語(yǔ)“包括(including)”應(yīng)當(dāng)解釋為“包括但不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)當(dāng)解釋為“至少具有”，術(shù)語(yǔ)“包括(includes)”應(yīng)當(dāng)解釋為“包括但不限于”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，如果意圖得到特定數(shù)目的引入的權(quán)利要求敘述，那么這種意圖將在權(quán)利要求中被明確地?cái)⑹?，并且在不存在這種敘述時(shí)，這種意圖不存在。例如，作為對(duì)理解的幫助，以下所附的權(quán)利要求可以包含引導(dǎo)性短語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或更多個(gè)”的使用以引入權(quán)利要求敘述。然而，這類短語(yǔ)的使用不應(yīng)當(dāng)解釋為隱含通過(guò)不定冠詞“一(a)”或“一(an)”引入權(quán)利要求敘述將包含這類引入的權(quán)利要求敘述的任何特定的權(quán)利要求限制為包含僅一個(gè)這種敘述的權(quán)利要求，甚至當(dāng)相同的權(quán)利要求包括引導(dǎo)性短語(yǔ)“一個(gè)或更多個(gè)”或“至少一個(gè)”和不定冠詞比如“一(a)”或“一(an)”(例如，“一(a)”或“一(an)”通常應(yīng)解釋為意指“至少一個(gè)”和“一個(gè)或更多個(gè)”)；這對(duì)于用于引導(dǎo)權(quán)利要求敘述的定冠詞的使用是適用的。另外，即使特定數(shù)目的引入的權(quán)利要求敘述被明確地?cái)⑹?，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這類敘述通常應(yīng)當(dāng)解釋為意指至少該敘述的數(shù)目(例如，沒(méi)有其他修飾的“兩個(gè)敘述”的單純敘述通常意指至少兩個(gè)敘述，或兩個(gè)或更多個(gè)敘述)。此外，在使用類似于“A、B和C等中的至少一個(gè)”的慣例的那些情況下，一般來(lái)說(shuō)，這種構(gòu)造在意義上意圖是本領(lǐng)域技術(shù)人員在慣例中所理解的意思(例如，“具有A、B和C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于只具有A、只具有B、只具有C、具有A和B—起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的系統(tǒng))。在使用類似于“A、B或C等中的至少一個(gè)”的慣例的那些情況下，一般來(lái)說(shuō)，這種構(gòu)造在意義上意圖是本領(lǐng)域技術(shù)人員在慣例中所理解的意思(例如，“具有A、B或C中的至少一個(gè)的系統(tǒng)”將包括但不限于只具有單獨(dú)的A、只具有B、只具有C、具有A和B—起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等的系統(tǒng))。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，通常，表示兩個(gè)或更多個(gè)可選擇的術(shù)語(yǔ)的分離的詞語(yǔ)和/或短語(yǔ)無(wú)論在說(shuō)明書、權(quán)利要求還是在附圖中都應(yīng)當(dāng)被理解為設(shè)想包括術(shù)語(yǔ)中的一個(gè)、術(shù)語(yǔ)中的任一個(gè)或兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的可能性，除非上下文另外規(guī)定。例如，短語(yǔ)“A或B”將通常被理解為包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
[0164]關(guān)于所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，其中所敘述的操作通?？梢园慈魏雾樞騺?lái)進(jìn)行。而且，盡管各種操作流程按順序呈現(xiàn)，但應(yīng)理解，各種操作可以按除示出的那些順序之外的其他順序來(lái)進(jìn)行，或者可以同時(shí)進(jìn)行。這類交替的排序的示例可以包括重疊、交織、中斷、重排序、遞增、預(yù)備、追加、并發(fā)、逆序或其他變體排序，除非上下文另外說(shuō)明。此夕卜，術(shù)語(yǔ)如“響應(yīng)于”、“與……相關(guān)”或其他過(guò)去時(shí)形容詞通常不意圖排斥這類變體，除非上下文中另外說(shuō)明。
[0165]本文描述的主題的各個(gè)方面在以下編號(hào)的項(xiàng)目中被提出:
[0166]1.—種方法，包括:
[0167]用至少一個(gè)熱源產(chǎn)生熱能；
[0168]提供一定體積的原料；
[0169]提供一定體積的超臨界流體；
[0170]將產(chǎn)生的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至所述一定體積的超臨界流體；
[0171]將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料；以及
[0172]用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0173]2.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述提供一定體積的原料包括:
[0174]提供一定體積的碳質(zhì)原料。
[0175]3.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述提供一定體積的原料包括:
[0176]提供一定體積的超臨界二氧化碳。
[0177]4.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料包括:
[0178]通過(guò)使所述一定體積的超臨界流體的至少一部分與所述一定體積的原料的至少一部分混合而將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料。
[0179]5.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括:
[0180]用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0181]6.如項(xiàng)目5所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括:
[0182]用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能在35 O °C和600°C之間的溫度下對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行快速熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0183]7.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括:
[0184]用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行液化處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0185]8.如項(xiàng)目I所述的方法，其中所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物在所述超臨界流體中是可溶的。
[0186]9.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0187]在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。
[0188]10.如項(xiàng)目9所述的方法，其中所述在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離包括:
[0189]通過(guò)在所述至少一個(gè)熱分解處理之后控制所述至少一種產(chǎn)物的溶解度參數(shù)而在所述至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。
[0190]11.如項(xiàng)目9所述的方法，其中所述在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離包括:
[0191]在所述至少一個(gè)熱分解處理之后經(jīng)由物理流動(dòng)分離器使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。
[0192]12.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0193]干燥所述原料的至少一部分。
[0194]13.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0195]預(yù)加熱所述原料的至少一部分。
[0196]14.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0197]預(yù)處理所述原料的至少一部分。
[0198]15.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0199]從所述原料的至少一部分中提取至少一種氧化化合物。
[0200]16.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0201 ]在所述熱化學(xué)分解處理之后接收所述超臨界流體;以及
[0202]使用接收的超臨界流體發(fā)電。
[0203]17.如項(xiàng)目16所述的方法，還包括:
[0204]用產(chǎn)生的電產(chǎn)生氫氣。
[0205]18.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0206]對(duì)所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理過(guò)程和加氫裂化過(guò)程中的至少一種。
[0207]19.如項(xiàng)目I所述的方法，還包括:
[0208]在所述熱化學(xué)分解處理之后猝滅所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0209]20.如項(xiàng)目19所述的方法，還包括:
[0210]回收來(lái)自所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。
[0211]21.如項(xiàng)目19所述的方法，還包括:
[0212]放出來(lái)自所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。
[0213]22.如項(xiàng)目19所述的方法，還包括:
[0214]使至少一種揮發(fā)性氣體從所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物中分離。
[0215]23.如項(xiàng)目22所述的方法，還包括:
[0216]使用所述至少一種揮發(fā)性氣體產(chǎn)生雙原子氫。
[0217]24.—種裝置，包括:
[0218]熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及
[0219]熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件，
[0220]所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分，
[0221]所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室配置成用從所述超臨界流體轉(zhuǎn)移的熱能使所述原料的至少一部分熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
[0222]25.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成使所述超臨界流體與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料可選擇地混合，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的所述至少一部分。
[0223]26.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括:
[0224]直接熱交換系統(tǒng)，所述直接熱交換系統(tǒng)配置成將熱能直接地從所述至少一個(gè)熱源轉(zhuǎn)移至所述傳熱元件的所述一定體積的超臨界流體。
[0225]27.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括:
[0226]間接熱交換系統(tǒng)，所述間接熱交換系統(tǒng)包括中間傳熱元件，所述間接熱交換系統(tǒng)配置成將熱能從所述至少一個(gè)熱源轉(zhuǎn)移至所述中間傳熱元件，其中所述中間傳熱元件還被配置成將熱能從所述中間傳熱元件轉(zhuǎn)移至所述一定體積的超臨界流體。
[0227]28.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括:
[0228]流量控制系統(tǒng)，所述流量控制系統(tǒng)用于將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分。
[0229]29.如項(xiàng)目28所述的裝置，其中用于將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通的所述流量控制系統(tǒng)包括:
[0230]用于使所述超臨界流體的至少一部分與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分可選擇地混合的流量控制系統(tǒng)。
[0231]30.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括:
[0232]多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成橫跨多個(gè)溫度范圍將所述超臨界流體的多個(gè)部分轉(zhuǎn)移至容納于所述多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行一組熱化學(xué)反應(yīng)處理。
[0233]31.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第一溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第一部分轉(zhuǎn)移至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行干燥處理。
[0234]32.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第二部分轉(zhuǎn)移至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行預(yù)加熱處理。
[0235]33.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第三部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行液化處理。
[0236]34.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第四溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第四部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行提取處理，以從所述原料的所述至少一部分中除去至少一種氧化化合物。
[0237]35.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第五溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第五部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行熱解處理。
[0238]36.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括:
[0239]至少一個(gè)熱解反應(yīng)室。
[0240]37.如項(xiàng)目36所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱解反應(yīng)室包括:
[0241]至少一個(gè)快速熱解反應(yīng)。
[0242]38.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是包括至少一個(gè)熱解室和至少一個(gè)另外的處理室的多級(jí)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。
[0243]39.如項(xiàng)目38所述的裝置，其中所述至少一個(gè)另外的處理室包括:
[0244]原料干燥器、預(yù)加熱器、預(yù)加氫處理室、液化室以及提取室中的至少一種。
[0245]40.如項(xiàng)目24所述的裝置，還包括:
[0246]分離器單元，所述分離器單元可操作地耦合至所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室并且配置成使至少一種材料從離開(kāi)所述至少熱化學(xué)反應(yīng)室的所述超臨界流體中分離。
[0247]41.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述原料包括:
[0248]碳質(zhì)材料。
[0249]42.如項(xiàng)目41所述的裝置，其中所述碳質(zhì)材料包括:
[0250]煤、生物質(zhì)、混合來(lái)源的生物材料、塑料、垃圾和填埋場(chǎng)廢物中的至少一種。
[0251]43.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述超臨界流體包括:
[0252]超臨界二氧化碳和超臨界水中的至少一種。
[0253]44.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱源包括:
[0254]至少一個(gè)核反應(yīng)堆。
[0255]45.如項(xiàng)目24所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括:
[0256]流化床反應(yīng)器、超臨界液化反應(yīng)器和超臨界熱解反應(yīng)器中的至少一種。
[0257]46.如項(xiàng)目24所述的裝置，還包括:
[0258]發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)與所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室流體連通并且配置成接收來(lái)自所述熱化學(xué)反應(yīng)室的所述超臨界流體且在所述原料的至少一部分轉(zhuǎn)化為所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物之后用所述超臨界流體發(fā)電。
[0259]47.如項(xiàng)目46所述的裝置，其中所述發(fā)電系統(tǒng)被電耦合至所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中的至少一個(gè)的一部分并且被配置成用產(chǎn)生的電的至少一部分增強(qiáng)所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。
[0260]48.如項(xiàng)目46所述的裝置，還包括:
[0261]氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)，所述氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)耦合至所述發(fā)電系統(tǒng)的電輸出。
[0262]49.如項(xiàng)目24所述的裝置，還包括:
[0263]猝滅系統(tǒng)，所述猝滅系統(tǒng)與所述至少一個(gè)化學(xué)反應(yīng)室流體連通。
[0264]50.如項(xiàng)目24所述的裝置，還包括:
[0265]處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)配置成通過(guò)處理所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物來(lái)產(chǎn)生至少一種精制產(chǎn)物。
[0266]51.如項(xiàng)目24所述的裝置，還包括:
[0267]揮發(fā)性氣體分離器，所述揮發(fā)性氣體分離器配置成使至少一種揮發(fā)性氣體從所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物中分離。
[0268]52.如項(xiàng)目51所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)還被配置成使用來(lái)自所述揮發(fā)性氣體分離器的所述至少一種揮發(fā)性氣體產(chǎn)生雙原子氫。
[0269]53.—種系統(tǒng)，包括:
[0270]至少一個(gè)熱源；
[0271]熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及
[0272]熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件，
[0273]所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分。
[0274]54.如項(xiàng)目53所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)熱源包括:
[0275]至少一個(gè)核反應(yīng)堆。
[0276]55.如項(xiàng)目54所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)核反應(yīng)堆包括:
[0277]熔融鹽冷卻核反應(yīng)堆系統(tǒng)、液體金屬冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)、氣冷反應(yīng)堆系統(tǒng)和超臨界流體冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)中的至少一種。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: 用至少一個(gè)熱源產(chǎn)生熱能； 提供一定體積的原料； 提供一定體積的超臨界流體； 將產(chǎn)生的熱能的一部分轉(zhuǎn)移至所述一定體積的超臨界流體； 將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料；以及 用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述提供一定體積的原料包括: 提供一定體積的碳質(zhì)原料。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述提供一定體積的原料包括: 提供一定體積的超臨界二氧化碳。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料包括: 通過(guò)使所述一定體積的超臨界流體的至少一部分與所述一定體積的原料的至少一部分混合而將產(chǎn)生的熱能的至少一部分從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括: 用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括: 用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能在3 5 O °C和6 O O °C之間的溫度下對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行快速熱解反應(yīng)處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行熱分解處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物包括: 用從所述一定體積的超臨界流體轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的熱能對(duì)所述一定體積的原料進(jìn)行液化處理以便形成至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物在所述超臨界流體中是可溶的。9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離包括: 通過(guò)在所述至少一個(gè)熱分解處理之后控制所述至少一種產(chǎn)物的溶解度參數(shù)而在所述至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述在至少一個(gè)熱分解處理之后使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離包括: 在所述至少一個(gè)熱分解處理之后經(jīng)由物理流動(dòng)分離器使所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物從所述超臨界流體中分離。12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 干燥所述原料的至少一部分。13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 預(yù)加熱所述原料的至少一部分。14.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 預(yù)處理所述原料的至少一部分。15.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 從所述原料的至少一部分中提取至少一種氧化化合物。16.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在所述熱化學(xué)分解處理之后接收所述超臨界流體；以及 使用接收的超臨界流體發(fā)電。17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 用產(chǎn)生的電產(chǎn)生氫氣。18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 對(duì)所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理過(guò)程和加氫裂化過(guò)程中的至少一種。19.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在所述熱化學(xué)分解處理之后猝滅所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括: 回收來(lái)自所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。21.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括: 放出來(lái)自所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物的熱。22.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括: 使至少一種揮發(fā)性氣體從所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物中分離。23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括: 使用所述至少一種揮發(fā)性氣體產(chǎn)生雙原子氫。24.—種裝置，包括: 熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及 熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件， 所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分， 所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室配置成用從所述超臨界流體轉(zhuǎn)移的熱能使所述原料的至少一部分熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成使所述超臨界流體與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料可選擇地混合，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至所述一定體積的原料的所述至少一部分。26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括: 直接熱交換系統(tǒng)，所述直接熱交換系統(tǒng)配置成將熱能直接地從所述至少一個(gè)熱源轉(zhuǎn)移至所述傳熱元件的所述一定體積的超臨界流體。27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括: 間接熱交換系統(tǒng)，所述間接熱交換系統(tǒng)包括中間傳熱元件，所述間接熱交換系統(tǒng)配置成將熱能從所述至少一個(gè)熱源轉(zhuǎn)移至所述中間傳熱元件，其中所述中間傳熱元件還被配置成將熱能從所述中間傳熱元件轉(zhuǎn)移至所述一定體積的超臨界流體。28.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括: 流量控制系統(tǒng)，所述流量控制系統(tǒng)用于將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分。29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其中用于將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通的所述流量控制系統(tǒng)包括: 用于使所述超臨界流體的至少一部分與容納于所述熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分可選擇地混合的流量控制系統(tǒng)。30.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括: 多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成橫跨多個(gè)溫度范圍將所述超臨界流體的多個(gè)部分轉(zhuǎn)移至容納于所述多級(jí)單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行一組熱化學(xué)反應(yīng)處理。31.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第一溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第一部分轉(zhuǎn)移至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行干燥處理。32.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第二部分轉(zhuǎn)移至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行預(yù)加熱處理。33.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第二溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第三部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行液化處理。34.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第四溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第四部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行提取處理，以從所述原料的所述至少一部分中除去至少一種氧化化合物。35.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)被配置成在第五溫度范圍內(nèi)將所述超臨界流體的第五部分供應(yīng)至容納于所述單一熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料，以對(duì)所述一定體積的原料的所述至少一部分進(jìn)行熱解處理。36.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括: 至少一個(gè)熱解反應(yīng)室。37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱解反應(yīng)室包括: 至少一個(gè)快速熱解反應(yīng)。38.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是包括至少一個(gè)熱解室和至少一個(gè)另外的處理室的多級(jí)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。39.如權(quán)利要求38所述的裝置，其中所述至少一個(gè)另外的處理室包括: 原料干燥器、預(yù)加熱器、預(yù)加氫處理室、液化室以及提取室中的至少一種。40.如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 分離器單元，所述分離器單元可操作地耦合至所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室并且配置成使至少一種材料從離開(kāi)所述至少熱化學(xué)反應(yīng)室的所述超臨界流體中分離。41.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述原料包括: 碳質(zhì)材料。42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述碳質(zhì)材料包括: 煤、生物質(zhì)、混合來(lái)源的生物材料、塑料、垃圾和填埋場(chǎng)廢物中的至少一種。43.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述超臨界流體包括: 超臨界二氧化碳和超臨界水中的至少一種。44.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述至少一個(gè)熱源包括: 至少一個(gè)核反應(yīng)堆。45.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室包括: 流化床反應(yīng)器、超臨界液化反應(yīng)器和超臨界熱解反應(yīng)器中的至少一種。46.如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)與所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室流體連通并且配置成接收來(lái)自所述熱化學(xué)反應(yīng)室的所述超臨界流體且在所述原料的至少一部分轉(zhuǎn)化為所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物之后用所述超臨界流體發(fā)電。47.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中所述發(fā)電系統(tǒng)被電耦合至所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中的至少一個(gè)的一部分并且被配置成用產(chǎn)生的電的至少一部分增強(qiáng)所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。48.如權(quán)利要求46所述的裝置，還包括: 氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)，所述氫氣產(chǎn)生系統(tǒng)耦合至所述發(fā)電系統(tǒng)的電輸出。49.如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 猝滅系統(tǒng)，所述猝滅系統(tǒng)與所述至少一個(gè)化學(xué)反應(yīng)室流體連通。50.如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)配置成通過(guò)處理所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物來(lái)產(chǎn)生至少一種精制產(chǎn)物。51.如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括: 揮發(fā)性氣體分離器，所述揮發(fā)性氣體分離器配置成使至少一種揮發(fā)性氣體從所述至少一種反應(yīng)產(chǎn)物中分離。52.如權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)還被配置成使用來(lái)自所述揮發(fā)性氣體分離器的所述至少一種揮發(fā)性氣體產(chǎn)生雙原子氫。53.—種系統(tǒng)，包括: 至少一個(gè)熱源； 熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述熱化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括用于容納一定體積的原料的至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室；以及 熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括容納與至少一個(gè)熱源熱連通的一定體積的超臨界流體的傳熱元件， 所述熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置成將所述一定體積的超臨界流體可選擇地放置成與容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的至少一部分熱連通，以便將熱能從所述至少一個(gè)熱源可選擇地轉(zhuǎn)移至容納于所述至少一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)室內(nèi)的所述一定體積的原料的所述至少一部分。54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)熱源包括: 至少一個(gè)核反應(yīng)堆。55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)核反應(yīng)堆包括: 熔融鹽冷卻核反應(yīng)堆系統(tǒng)、液體金屬冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)、氣冷反應(yīng)堆系統(tǒng)和超臨界流體冷卻反應(yīng)堆系統(tǒng)中的至少一種。
【文檔編號(hào)】C10G15/00GK105916966SQ201480026417
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年3月14日
【發(fā)明人】喬舒亞·C·沃爾特, 曼紐爾·加西亞-佩雷斯
【申請(qǐng)人】泰拉能源公司, 華盛頓州立大學(xué)