[发明专利]生产生物燃料的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年5月7日提交的名称为“SYSTEMAND PROCESS FOR PRODUCTION OF BIOFUELS FROM ALGAE(由藻类生产生物燃料的系统和方法)”的美国临时申请No.61/332,334的权益，其全部内容在此通过引用而被明确地引入本文。

技术领域

本发明涉及用于处理有机原料以生产有用的燃料的系统和方法以及从污染的原材料中去除污染物的系统和方法。

背景技术

传统燃料来源的可持续性和环境适应性已经成为关注的焦点。由于越来越多的与烃类燃烧有关的环境关切以及可变的石油成本，替代性燃料的适应性正在被研究并且得到认可。使用诸如藻类的原材料来生产烃类是一个有前景的替代方案。

在生物物质(biomatter)转化为烃类的反应过程中需要一定量的水。因此，任何可被有效去除的过剩的水应当及早地被分离以提高超临界反应设备的效率和生产率。

机械浓缩方法如压滤、离心或浮选能够很好地达到一直到大约11％的浓度。当超过这个浓度水平时，藻类料泥在细胞膜内或者在保持每个细胞远离相邻细胞的毛发状螺旋臂内含有更加显著量的水。这种水难以机械去除，并且通常需要其它更为能量密集型的方法如蒸发。在蒸发过程中，细胞变得更加紧密地结合在一起，并且在水从藻类中蒸发之后，所产生的泥料快速地变得过硬而不能泵送。典型地，由于残留水的大部分被包含在藻类细胞壁内，因此藻类的进一步浓缩无法实现。

其它用于浓缩藻类和其它有机原料的已知方法(如无线电波和超声波)是低效率、能量密集型的，并且不可能通过再生获得能量。

发明内容

这里公开了用于处理有机原料以生产有用燃料的改进的系统、工艺、方法和组合物。

根据一种实施方式，公开了一种用于处理有机原料的方法。包含可转化组分的有机原料被预处理以提高该可转化组分的浓度。该有机原料被处理以将该可转化组分的至少一部分转化为燃料并且从该有机原料中提取该燃料。

本发明前述的和其它的目标、特征和益处通过本文公开的示例性实施方式的以下详细描述而变得更加明显。

附图说明

下面的附图构成了本说明书的一部分，并被包含以进一步显示本发明的某些方面。通过参考一个或多个附图并结合文中对特定实施方式的详细描述，可以更好地理解公开的内容。

图1是根据一种实施方式的用于预处理废料和/或有机材料的示例性系统的示意图；

图2是根据一种实施方式的用于处理废料和/或有机材料的示例性方法的流程图；

图3是根据一种实施方式的用于从有机原料中提取燃料的示例性系统的示意图；

图4是根据另一种实施方式的用于处理废料和/或有机材料的示例性系统的示意图；并且

图5是根据一种实施方式的用于处理废料和/或有机材料的示例性系统的示意图。

具体实施方式

本公开涉及用于处理有机原料以生产有用烃类和替代性燃料的系统和方法，以及用于从污染的原材料中去除污染物的系统和方法。为了说明的简化和清楚，当认为合适时，附图标记在附图中可被重复以指代相应或类似的元件。另外，大量的特定细节被阐明以提供对在本文描述的示例性实施方式的彻底理解。不过，对于本领域技术人员而言可理解的是，在此描述的示例性实施方式可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其它情况下，方法、程序和组成部分没有进行详细的描述，以便不会模糊在此描述的实施方式。

本公开提供用于从有机原料如藻类产生替代性燃料和去除污染物的示例性系统、过程和方法。在燃料生产过程中，可利用藻类作为起始生物质处理废水。在藻类浓缩过程中从藻类中去除的水是淡水性质的。高速藻类池提供比氧化池更有效的营养物去除和消毒，并且比机械废水处理系统更为成本有效。藻类作为生物修复剂的能力使其在产生生物原料的同时能够处理废水。藻类还吸收CO2。因此，藻类对于本文公开的系统、过程和方法是有用的有机原料。

为了清楚起见，在本说明书和权利要求书中使用的术语“高压”是指大于100巴的压力。

在本说明书和权利要求书中使用的术语“负荷(charge )”是指原料的预定体积。

在本说明书和权利要求书中使用的术语“含溶质的溶剂(pregnant solvent)”是指含有在其中溶解的另一种物质的溶剂。