[发明专利]用于减少反应器系统中的腐蚀的系统和方法

说明书

背景技术

超临界水气化是一种新兴技术，具有由通常被视为废物的如生物废物或包括煤和其他化石燃料的非清洁燃料源的源产生清洁能源的极大潜力。在超临界水气化处理中，水在防止水转变成蒸汽的高压(例如，约22兆帕斯卡)下被加热到极高的温度(例如，超过约647开尔文)。由于在该温度和压力条件下存在腐蚀性离子，在超临界水气化期间的高温和高压产生了高腐蚀性环境。

常规的用来管理由于超临界水引起的腐蚀的技术涉及到不断更换被腐蚀的部件或者由耐腐蚀材料构造系统组件，其中耐腐蚀性材料可能昂贵且大多无效。这些技术可能过于耗时且成本过高，因为腐蚀性离子仍然能够接触系统组件的表面，这会导致表面毁坏。因此，尚没有这样一种通过在超临界水气化处理期间防止系统组件内实际形成腐蚀性离子而运行的减少腐蚀的方法。

概述

本公开不限于所描述的特定的系统、设备和方法，因为这些可以进行改动。在说明书中使用的术语仅为描述特定的变化形式或实施例的目的，不意在限制范围。

如在该文献中使用的，除非上下文明确做出规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物。除非进行限定，否则本文所使用的全部技术和科学术语具有与本领域普通技术人员所惯常理解的相同的含义。本公开中的任何内容不应解释为承认在本公开中描述的实施例未被给予根据在先发明而先于本公开的权利。如在该文献中使用的，术语“包括”意思是“包括，但不限于”。

在实施例中，超临界水气化处理可以包括：将具有水的浆料提供给多个系统组件中的至少一个系统组件。在该处理期间，多个系统组件中的至少一个系统组件中的温度会升高到第一温度，而在多个系统组件中的至少一个系统组件中的压力保持在第一压力或者低于第一压力。该处理还可以包括：在第一温度下，使多个系统组件中的至少一个系统组件中的压力升高到第二压力，在第一时间段内保持该第一温度和第二压力，使多个系统组件中的至少一个系统组件中的温度和压力分别升高到第二温度和第三压力，以及在第二时间段内保持该第二温度和第三压力。

在实施例中，用于超临界水气化的反应器可以包括腔室和盐收集室，该腔室构造为在保持压力的同时允许温度升高，所述盐收集室构造为收集在所述腔室中执行的处理期间所沉淀的盐。

在实施例中，超临界水气化处理可以包括：使其中布置有腐蚀性离子的浆料移动通过超临界水气化系统以产生燃料产物。可以保持浆料的温度和压力，使得浆料中的水的离子产物不会增加而超过腐蚀性离子产物值，从而减少由于腐蚀性离子引起的超临界水气化系统的至少一部分的腐蚀。

附图说明

图1示出了根据一些实施例的示例性的超临界水系统。

图2A示出了在超临界水气化处理期间流体的温度和压力路径。

图2B示出了根据一些实施例的用于超临界水气化处理的温度和压力路径。

图3示出了根据一些实施例的超临界水气化操作循环。

图4示出了用于减少超临界水气化系统中的腐蚀的示例性的方法的流程图。

具体实施方式

在说明书中使用的术语仅为了描述特定的变化形式或实施例的目的，而不意在限制范围。

本公开一般地涉及通过减少在超临界水反应处理期间所形成的腐蚀性离子的量来减少超临界水气化系统(或超临界水反应器系统)中的腐蚀的系统和方法。特别地，一些实施例提供了控制超临界水气化系统组件(“系统组件”)内的条件来抑制流经超临界水气化系统的流体内的腐蚀性离子形成。示例性的系统组件包括但不限于加热器、预加热器、泵、反应器容器(“反应器”)、换热器和气体/液体分离器。在实施例中，可以控制诸如浆料原料的流体的温度和/或压力，使得流体的离子产物保持在一定值以下和/或一定范围之内。例如，一个实施例提供了流体的离子产物保持在约10^-22mol²/l²以下。这样，流体中腐蚀性离子的浓度可以降低或者甚至消除，减少了系统组件的内表面的腐蚀，从而增长了系统组件的使用寿命和系统的总体效率。