[发明专利]用于超高热通量化学反应器的各种方法和装置

摘要

讨论了用于超高热通量化学反应器的各种工艺和装置。热容置器和反应管被对准以(1)吸收和重发射辐射能、(2)高度反射辐射能以及(3)上述各项的任意组合，从而维持包围的超高热通量化学反应器的工作温度。生物质颗粒在同时发生的蒸汽重整和蒸汽生物质气化反应中蒸汽载气和甲烷存在的情况下气化，以使用从内壁辐射然后进入多个反应管的超高热通量热能产生包括氢气和一氧化碳的反应产物。多个反应管和容置器的腔壁主要通过辐射吸收和再辐射而非通过对流或传导向化学反应中的反应物传递能量，以驱动反应管中流动的吸热化学反应。

主权项

一种超高热通量化学反应器，包括：具有腔的热容置器，腔具有内壁，其中所述热容置器对准以(1)吸收和重发射辐射能、(2)高度反射辐射能、(3)上述两项的任意组合，从而维持所述包围的超高热通量化学反应器的工作温度；以及其中，所述高热通量化学反应器具有位于所述热容置器的所述腔的内部的多个反应管，其中在所述多个反应管内发生由辐射热驱动的化学反应，并且其中生物质颗粒在同时发生的蒸汽重整和蒸汽生物质气化反应中存在蒸汽(H2O)载气和甲烷(CH4)的情况下气化，以使用从所述内壁辐射然后进入所述多个反应管的超高热通量热能产生包括氢气和一氧化碳气体的反应产物，其中所述高热通量驱动化学反应器的工作温度维持在大于900℃，其中辐射热源为下述各项中的一个或多个：(1)太阳能、(2)燃气蓄热式燃烧器、(3)核能、(4)电热器和(5)上述四项的任意组合，并且其中用于驱动吸热化学反应的能量源来自所述辐射热源，而非通过燃烧生物质自身，并且所述多个反应管以及所述容置器的腔壁主要通过辐射吸收和再辐射而非通过对流或传导向所述化学反应中的所述反应物传递能量，以驱动所述反应管中流动的所述吸热化学反应。