用于隔離廢料和存儲能量的液體燃料的制作方法

用于隔離廢料和存儲能量的液體燃料的制作方法
【專利摘要】公開了用于生成隔離污染物和存儲能量的多用途液體燃料的技術、系統、裝置和材料。在一方面中，生產液體燃料的方法包括形成氣體燃料(例如利用從外部熱源中回收的余熱，通過分解生物質廢料)。可獲得從工業加工排放的二氧化碳，并與氣體燃料反應以生成液體燃料。有害污染物可被溶解在液體燃料中，液體燃料作為針對溶液或膠體的將有害污染物的與環境相隔離的溶劑或連續相。所述有害污染物可包括碳供體和氫供體中的至少一種。
【專利說明】用于隔離廢料和存儲能量的液體燃料
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求了 2012年7月5日提交的美國非臨時申請13/542，610的優先權，上述美國非臨時申請是2011年8月12日提交美國臨時申請N0.61/523267的延續案，上述申請的每一個的全部內容均通過引用合并于此。但凡通過引用合并于此的上述臨時申請和/或任何其他材料與本申請中突，本申請都有支配權。
【背景技術】
[0003]本申請涉及用于形成燃料和隔離燃料中的廢料(如有害污染物)的裝置、技術和材料。
[0004]工業革命產生了基礎設施、機械化設備、家電和通信系統，以刺激文明世界的70億人每年燃燒超過一百萬年的化石煤炭、石油、天然氣和頁巖沉積物。此外，工業革命中全球規模的參與產生了有限資源枯竭和經濟通貨膨脹、由空氣、水和土壤污染引發或加重了的疾病導致的生產力下降，缺乏接納長期成就所需工作道德標準的信心，及通過釋放甲烷和來自先前的凍土的其他溫室氣體、熔化冰塊、和洋底、河流、湖泊和河岸地區的厭氧過程等威脅引發更嚴重的氣候變化的全球變暖等相互關聯的問題。

【發明內容】

[0005]公開了用于產生可存儲和運輸的液體燃料的技術、結構、裝置和材料。另外，所述液體燃料可被用作隔離和除去廢料(如有害廢料)的溶劑或連續相。
[0006]在一方面中，一種生產用于將廢料與環境相隔離(如有害污染物)和存儲能量的液體燃料的方法，包括提供或形成液體燃料。例如，形成液體燃料可包括首先利用厭氧反應對生物質廢料分解以產生烴 和醇的至少一種的。該反應可使用從外部熱源中回收的余熱。生物質中的烴可被分解以生成碳和氫氣。生物質中的醇可被用作液體燃料或類似地被分解。從工業過程中可獲得排放的二氧化碳。獲得的二氧化碳可與氣體燃料(如從生物質廢料分解中)反應以生成液體燃料。諸如有害污染物的廢料可被摻入液體燃料，該液體燃料充當溶劑或連續相。所得溶液或膠體可將廢料與環境相隔離。
[0007]實施方式可選地可包括以下一個或多個特征。該方法可包括將從外部熱源回收的余熱應用到所述溶液或膠體，以生成氫/碳比高于所述溶液或膠體的氫/碳比的氣體燃料。該方法可包括在從外部熱源回收余熱的存在下分解所述溶液或膠體的液體燃料以生成氫氣和一氧化碳。液體燃料可包括醇(如甲醇)或氨。該方法可包括在應用從外部熱源回收的余熱以產生氫氣和一氧化碳之前，輸送所述溶液或膠體到遠端位置。分解生物質廢料可包括產生氫氣。分解生物質廢料可包括產生一個或多個除氫氣以外的碳供體。該方法可包括將一個或多個碳供體與氫氣反應以生成醇。該方法還可包括將一個或多個碳供體與水反應以生成醇。
[0008]所述有害污染物可包括膠態碳、脂肪、碳水化合物、糖、聚合物廠的不合格的廢料、工業過程排放的二氧化碳、煤灰塵、顆粒灰塵、聚合物加工的灰塵、和乙醇工廠廢料流的蒸餾物中的至少一種。該方法可包括在所述污染物與所述液體燃料混合之前從所述污染物中分離鹵素和致癌物質的至少一種。生物質廢料的分解可產生濕醇，所述濕醇可被用作液體燃料，以與有害污染物結合以生成將有害污染物與環境相隔離的溶液或膠體。所述有害污染物可包括碳供體、氮供體和氫供體的至少一種。所述液體燃料可被制備，例如，通過使氫氣與一個或多個碳供體反應。所述液體燃料還可通過將一個或多個碳供體與水反應來制備。
[0009]在本說明書中描述的技術方案潛在地可提供一個或多個以下優點。來自工業污染的氫氣(如生物質的分解)和碳供體(如二氧化碳和一氧化碳)可被重新利用以產生液體燃料。另外，所述液體燃料可被用作用于溶解有害污染物以生成溶液或膠體的溶劑或連續相，所述溶液或膠體還可以是可再生燃料的前體。通過在液體燃料中結合污染物，可將所述污染物的有害作用與環境隔離開來。
[0010]附圖簡要說明
[0011]圖1為示出了從氫氣和循環的碳供體生成液體燃料的示例性工藝的工藝流程圖。
[0012]圖2為利用液體燃料隔離有害污染物工藝的工藝流程圖。
[0013]圖3為從空氣或廢產物中重新利用氮氣以生成可以隔離和除去有害污染物的液體燃料的示例性工藝的工藝流程圖。
[0014]圖4A為示出了用從生物質分解中產生的氫供體重新利用或循環利用從空氣或工業廢料中收獲的碳供體和氮供體來生成液體燃料的示例性系統的框圖。
[0015]圖4B為示出了將生物質廢料分解為承載氫和碳的中間體的示例性系統的框圖。
[0016]圖5為示出了利用液體燃料作為溶劑來溶解有害污染物以得到將污染物的有害作用與環境隔離開來的溶液或膠體的示例性系統的框圖。
[0017]圖6為生成如上所述的隔離有害污染物和存儲能量的多用途液體燃料的示例性工藝的工藝流程圖。
[0018]圖7為示出了生成如上所述的隔離有害污染物和存儲能量的多用途液體燃料的示例性系統的框圖。
[0019]圖8為根據本發明技術的又一實施例的系統的框圖。
[0020]圖9為根據本發明技術的又一實施例的系統的框圖。
[0021]在各個附圖中相同的參考符號和命名表示相同的元件。
[0022]詳細說明
[0023]貫穿本發明，單數術語“一(a)”、“一(an)”和“所述(the) ”包括復數對象，除非上下文另有明確說明。類似地，詞語“或”意圖包括“和”，除非上下文另有明確說明。
[0024]公開了用于生成可存儲、可運輸、并作為可再生燃料消耗的液體燃料的技術、結構、設備和材料。另外，所述液體燃料可被用作隔離和去除有害污染物的溶劑或連續相。
[0025]形成用于隔離和去除污染物的液體燃料
[0026]在本發明技術實施例中所使用的液體燃料可被提供或形成。例如，液體燃料可通過從存儲結構中去除它們來提供。液體燃料可從前體(如來自生物質分解的天然氣和氣體燃料)中形成。例如，來自天然氣或生物質分解的甲烷可被改良以產生氫氣，所述氫氣可被用于形成液體燃料，如甲醇。生物質廢料(如木質素和纖維素)可被分解以產生有用的可再生材料(如烴、醇、氨、氫和碳氧化物)的混合物。2011年2月14日提交的美國申請13/027，068描述了用于生物質廢料分解的若干示例性技術和系統。簡短地說，下面的方程式I示出了用于生物質廢料分解的示例性工藝。
[0027]CxHyOz+熱量(HEAT) — CH4+H2+C02+C0 (I)
[0028]使用方程式I中描述的工藝，幾乎所有的有機材料都可在很大程度上被轉化為諸如甲烷(CH4)的燃料，用于在現有的天然氣基礎設施中分配和存儲。下面的方程式2示出了用于從典型的生物質廢料(如葡萄糖、木質素和纖維素原料)中生產甲烷的總體反應的概括。
[0029]C6H12O6+ 熱量(HEAT) — 3CH4+3C02 (2)
[0030]在一些實施方式中，生物質分解反應可生成醇，如甲醇，作為易存儲和運輸的液體燃料和化學前體。甲醇或“木醇”可通過部分燃燒以加熱木質纖維廢料或通過厭氧加熱工藝來提取。方程式3和4總結了通過選擇不同的厭氧操作溫度、壓力和催化劑獲得的甲醇的產出。
[0031]C6H12O6+熱量(HEAT) — 6C0+6H2 (3)
[0032]6C0+6H2 — 3CH30H+3C0 (4)
[0033]在反應器中，在較高的進料速率和/或較低的熱釋放速率下，載料并未達到方程式I中所示的生成氣體的較高溫度，因此，分解過程生成醇，如甲醇。一氧化碳可從甲醇中通過冷卻甲醇蒸汽被分離以形成液態甲醇。分離出的一氧化碳可被用于給發動機供給燃料、通過利用燃燒器組件經燃燒釋放熱量、和/或通過方程式5中總結的一氧化碳與水反應來形成氫氣。在方程式5中總結的反應中生成的氫氣可被用來生成方程式4中所示的甲醇，以提聞發動機的運轉、提聞生物質轉化中甲燒和/或乙燒的廣量、和/或作為加熱燃料。
[0034]CCHH2O — H2+C02 (5)
[0035]從生物質廢料分解中產生的烴類和醇類可被進一步分解以生成碳和氫氣。方程式6示出了分解烴類燃料以得到氫氣和碳的一般過程。方程式7示出了用于分離甲烷為碳和氫氣的具體反應。
[0036]CxHy+ 熱量(HEAT) — XC+0.5YH2 (6)
[0037]CH4+ ▲ H298k — 2H2+C ( ▲ H298K=79.4kJ/mol) (7)
[0038]方程式8示出了用于通過厭氧分解乙醇以得到碳、一氧化碳和氫氣的反應。類似的反應可被用于分離其它燃料醇。
[0039]C2H5OH+ 熱量(HEAT) — C+C0+3H2 (8)
[0040]所產生的碳可用于生產以碳為基礎的耐用品，如可被用于生產各種的在風力發電、太陽能發電等使用 的設備的材料中。
[0041]從分解醇，如甲醇和諸如甲烷的烴類中收集的氫氣可被用于生產具有多用途的液體燃料。在一方面中，可通過H2與碳供體，如CO2或CO，反應生成液體燃料，所述碳供體可從工業過程(如污染)中獲得和重新利用或循環利用。
[0042]此外，H2可通過任何其它能量誘導的分解獲得，包括從厭氧開發的來自有機消化過程的酸和酒的電解，通常如方程式9示出的由水得到。
[0043]H2O+ 能量(ENERGY) — 0.502+H2 (9)
[0044]加壓的氫氣或加壓和加熱的氫氣，如可通過方程1、3、5中示出的加壓工藝生成，8可用于在反應中加壓碳供體，以形成具體所需的化合物，如甲醇、乙醇和/或其它醇類和/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壓或蒸汽壓有效性的能量密度高的液體混合物是由一方法生成的，所述方法包括通過應用從外部熱源回收的余熱利用有氧反應來分解生物質廢料以生成烴和醇的至少一種。烴和醇的至少一種被分解以產生碳和氫氣。從工業過程中收獲排放的二氧化碳。收獲的二氧化碳與氫氣反應以生成氫密度高的中間體或燃料。將有害的污染物溶于充當溶劑的氫密度高的燃料中，以生成將有害污染物與環境相隔離的液體混合物。有害的污染物可包括碳供體和氫供體的至少一種。所述液體混合物可通過該方法制備，所述方法包括將從外部熱源或其它外部熱源回收的余熱應用到所述液體混合物，以生成氫/碳比例高于從生物質廢料分解中產生的烴和醇的可再生燃料混合物。能量密度高的液體混合物可通過該方法制備，所述方法包括在從外部熱源或其它外部熱源回收的廢熱的存在下，分解氫密度高的中間體以生成高比能量的氫和一氧化碳。氫密度高的中間體或燃料可包括烴、醇和氨的至少一種。所述烴可包括甲烷、且所述醇可包括甲醇。能量密度高的液體混合物可通過該方法制備，所述方法進一步包括在應用從外部熱源或其它外部熱源回收的廢熱以生成高比(high specific)能量的氫和一氧化碳之前，輸送該氫密度高的中間體到遠程位置。能量密度高的液體混合物可通過該方法制備，所述方法進一步包括在施加從外部熱源或其它外部熱源回收的廢熱以生成高比能量的氫和一氧化碳之前，輸送該液體混合物到遠程位置。
[0046]所述能量密度高的液體混合物可通過分解包括產生氫氣(除了烴和醇)的生物質廢料的工藝來制備。能量密度高的液體混合物可通過包括分解生物質廢料的方法來制備，所述分解生物質包括產生一種或多種碳供體(除了所述烴和醇之外)。能量密度高的液體混合物可通過該方法制備，所述方法包含將一個或多個碳供體與產生于生物質廢料的氫氣反應，以生成氫密度高的醇。能量密度高的液體混合物可通過該方法來制備，所述方法包括將一個或多個碳供體與水反應的方法以生成額外的醇。有害污染物可包括膠體碳、脂肪、碳水化合物、糖、聚合物的不合格的廢料、工業過程排放的二氧化碳、煤灰塵、顆粒灰塵、聚合物加工的灰塵和乙醇工廠廢料流的蒸餾物中的至少一種。能量密度高的液體混合物可通過該工藝制備，所述工藝包括從所述污染物過濾掉鹵素和致癌物質的至少一種。
`[0047]圖1示出了用于從H2和可回收的碳供體生成液體燃料的示例性工藝100的工藝流程圖。系統(如下面示出的圖4A中的系統400)可獲得H2，如通過改良天然氣或生物質廢料分解的產物(110)。碳供體，如CO2或者CO，可以通過工業生產過程收獲(120)。碳供體可包括例如從中央發電廠、煉焦和燃燒的烴類的煅燒過程中或從啤酒廠和面包店作為污染被排放的CO2或者CO。然后H2可與收獲的碳供體反應生成液體燃料(130)。
[0048]來自適合源的氫氣，如通過方程式1-9總結的產物，可與碳的氧化合物反應以生成可便于存儲、運輸和使用的各種燃料(例如方程式10和11中說明性示出的甲醇)
[0049]C0+2H2 — CH30H(AH=-21.66Kcal/g_mol) (10)
[0050]C02+3H2 — CH30H+H20(AH=-11.83Kcal/g_mol) (11)
[0051]在一些實施中，可在方程式10和11的工藝中添加催化劑。這些催化劑可包括銅鋅氧化物和堆積的銅與銅-鋅氧化物的燒結混合物。可使用包括約260°C (500° F)的溫度和1500psi的壓力在內的多種工藝合成條件生產所示的甲醇或甲醇和水。可替換的是，可取決于選擇的壓力、溫度和催化劑來生成二甲醚(DME)、乙烯、二乙醚(DEE)或丙烯。[0052]通過由方程式10和11總結的工藝生成的甲醇和水溶液可以用作用于廢料(例如可溶性有機廢料)的溶劑或連續相，所述廢料還可以充當氫和/或碳供體。可溶性有機物，例如可包括含有可溶性碳的各種有害污染物，如食品加工的廢料(例如，脂肪、碳水化合物和糖)、膠體碳、工業過程的廢料(如未被再循環生成聚合物的聚合物廢料)、造紙過程廢料、顆粒粉塵、廢蜜殘留物和各種化石燃料工業過程的殘余物(例如煤塵、焦炭、和石焦油等)，均可用方程12中所示的工藝中的“C”描述。
[0053]CH30H+H20+ “C” +熱量(HEAT) — 2C0+3H2 (12)
[0054]液體燃料可被用作溶劑或連續相與有害污染物結合以生成將有害污染物從環境中隔離開來的溶液或膠體140。如參考下面圖6描述的，所述污染物(如，可溶性有機物)可改進一氧化碳(CO)和氫氣(H2)的產生。所述溶液或膠體可在經吸熱反應之前被存儲和/或輸送到其他位置以生成氣態燃料。[0055]在污染物中存在的某些物料(例如，鹵素和致癌物)可在污染物與液體燃料結合之前被過濾除出去。例如，鹵素或致癌物可與污染物中的另一化合物發生反應。某些鹵素可與廢氣中的化合物反應生成鹽類，如NaCl。出現的任何硫氧化物例如可通過用鈣將它們沉淀以生成硫酸鈣的方式被過濾掉。硫磺可與鐵反應生成可用作植物營養成分的硫化鐵。
[0056]圖2為使用液體燃料隔離有害污染物的另一工藝200的工藝流程圖。工藝200與工藝100相似，區別在于工藝200包括從液體燃料中過濾去除鹵素和致癌物的步驟(見步驟250)。具體的，系統(例如下面圖5中示出的系統500)可獲得H2 (例如通過改良生物質廢料分解的產物(210)。所述系統還可以收獲碳供體，如來自工業過程的CO2和CO (220)。收獲的碳供體可包括例如從中央發電廠、煉焦和燃燒烴類的煅燒過程或從啤酒廠、面包廠作為污染被排放的CO2或者CO。H2可與收獲的碳供體反應生成液體燃料(230)。如方程式12所示，所述液體燃料可以用作有害污染物的溶劑或連續相，以便生成將有害污染物與環境隔離開來的溶液或膠體(240)。之后，所述系統可利用以上描述的技術從有害污染物中過濾掉鹵素和致癌物(250)。
[0057]在本發明技術的一些實施例中，所描述的技術、設備和系統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，通過消除與無水地和/或無氧化成分地生產和存儲燃料相關的設備和能量的需要，可減少燃料的生產成本。另外，所描述的技術可通過減小或消除現有的電池和燃料液體內的水溶液之間的濃度梯度來降低燃料毒性。此外，所描述的技術可有利于促進如方程12概括的高能燃料的熱化學再生。如上所述，碳可由如甲醇的液體燃料組分輸送和提供，液體燃料組分可作為載體安全和有益地處理不良或廢棄的物質，如顆粒塵、煤塵、聚合物廢氣、輪胎塵、柴油機煙、油漆味、切削液、和烹飪油煙。不良的物質如過期藥物、腐爛的食物、和/或致癌物質可被并入著色燃料的或其它被認為是“變性”發動機燃料的燃料以避免意外的消耗或攝取。對非常理想的氫特征燃料(nH2+C0)進行TCR處理后的分層燃燒對消除了對個人和環境的潛在危害或個人和環境所處的潛在危險。
[0058]來自空氣或來自污染物的氮氣可用來生成氨(NH3)。圖3顯示了用于再利用來自空氣或廢料的氮氣以生成可隔離和去除有害污染物的液體燃料的示例性工藝300的工藝流程圖。系統(如下面圖4A中示出的系統400)可獲得H2 (例如通過改良生物質廢料分解的產物(310))。所述系統還可從工業過程或空氣中收獲氮氣(320)。收獲的氮氣可例如是中央發電廠、煉焦和燃燒烴類的煅燒過程或啤酒廠和面包店排放的污染的一部分。H2可與收獲的氮氣反應生成液體燃料(330)。與方程式12類似，氨氣可被用作溶劑或連續相與有害污染物結合以便生成將將有害污染物與環境相隔離的溶液或膠體(340)。在某些實施中，所述系統利用如上所描述的技術可從有害污染物中過濾掉鹵素和致癌物(350)。
[0059]對如來自空氣燃燒過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構成了隔離或調節氮氣污染物的問題。通過電弧、電暈、微波和輻射離子化提供了用于制備反應性離子物質混合物值的另一工藝差異。可將一氧化碳、氫氣(如通過方程式6或7中所描述的工藝生成的氫氣)和氮氣的混合物反應以生成如方程式13中所示的CH3OH和NH3。
[0060]C0+5H2+N2+ 能量(ENERGY) — CH30H+2NH3 (13)
[0061]此外，從發動機廢氣中分離出的氮氣可被用作熱高壓過程的覆蓋氣體。分離的氮氣可與氫氣反應以形成氨或多種化合物。另外，各種“固氮”過程包括從氮氣合成氨和對氫加壓以用于甲醇合成。方程式14示出了氨氣形成的過程。
[0062]3H2+N2 — 2NH3 (14)
[0063]氮氣的其他來源可包括在郎肯(Rankine)循環和聯合循環(例如燃燒渦輪機熱源用于蒸汽輪機)中利用空氣燃燒天然氣(NG)的發電廠等，具有約占煙氣排放3-6%的C02。煙氣排放的平衡可以是如方程式15中所示的氮氣、水蒸氣和低濃度的各種溫室氣體。
[0064]CH4+ 空氣(.8N2+.202) — N2+C02+H20 (15)
[0065]燃煤型郎肯(Rankine)循環發電機組除了氮氣外可具有約占煙氣排放10-12%的C02。方程式16概述了空氣和煤燃燒生成氮氣和CO2的大概過程
[0066]煤+ 空氣(.8N2+.20 2) — N2+C02 (16)
[0067]另外，利用從工藝中氣體混合物(如來自工業過程的廢氣)除去的以H2S和其它硫化物形式的硫來提供有價值的化學制品和肥料是有可能的。例如，可容易地由這類原料利用任何適合的技術，如飽和器、Wilputte、酸洗廢液和間接工藝，來生產硫酸銨。輸送的氣體混合物中的硫還可生成發煙硫酸和/或硫酸。相似的，其他化合物如氯化銨、溴化銨、碘化銨、硝酸銨、乙酸銨、硫酸銨和碳酸銨都可根據這類產品的需求被容易地生產。
[0068]通過這些或其他反應(如，利用由方程式6或7中所描述的工藝生成的氫氣的反應)生成的氨可被安全地存儲和運輸。氨可提供壓縮能量存儲，也可用作氫的前體。氨能夠以各種形式存儲，如加壓液體、鹽(例如，氯化銨)、或在有活性的媒介中(例如，活性炭)。例如通過加熱的方式可完成加壓。當與催化劑一起使用時，分解的氨可用于加壓N2和H2產物，以及可從甲醇或濕甲醇共同產生的一氧化碳和氫氣。
[0069]在生物質分解的氣態產物中還可發現少量的NH3、H2S, N2、和H20。H2S可與鐵反應形成硫化鐵，或在釋放氫氣的同時在工藝生成的碳中收集h2s。固氮可被收集為氨，硫可被收集為硫化鐵。這些物質與收集的任何灰分一起可被用作土壤養分。
[0070]圖4A示出了用于通過再利用或循環利用從工業廢料和氫氣(如從改良的生物質分解的產物中生成的氫氣)中收獲的碳供體和氫供體來生產液體燃料的示例性系統400的框圖。系統400包括生物質分解系統410，所述生物質分解系統410接收生物質廢料402、利用熱化學再生過程分解成碳、碳水化合物、醇、氨和氫氣。用于分解生物質廢料402的熱量可包括來自發動機排氣、發動機冷卻系統的原本要被釋放到環境中的廢熱404。此外,一種或多種可再生能源如風能、太陽能等可被用于生成熱量。
[0071]來自生物質分解系統410中的氫氣414(例如來源于烴類的分解)被捕獲并轉發給包括加熱裝置424的液體燃料生成器420。液體燃料生成器420還接收從工業過程430 (例如來自化石燃料燃燒或空氣的廢氣)獲得的碳供體、氫供體、氮或者這三種的任意結合432。在液體燃料生成器420中，H2與獲得的碳供體、氫供體、氮或者三者的任意結合反應生成液體燃料450，如甲醇。收獲的碳供體、氫供體、氮或三者的任意結合432可從空氣或工業廢料(如化石燃料燃燒的排放)中獲得。
[0072]系統400可包括催化劑反應區440以容納一種或多種可促進液體燃料生成的催化劑。催化劑的實施例如上所述。
[0073]生成的液體燃料450可以是可被存儲的和可運輸的。如，液體燃料450可用作載體用于運輸能量到所需的位置。液體燃料450還可利用再生燃料生成系統700被分解以獲
取氫氣。
[0074]液體燃料450可被運送到污染物分離系統500，以便它可與包括碳供體、氫供體或如上所述二者的有害污染物結合。通過將液體燃料與如CO2的有害污染物結合，可預防或降低有害污染物釋放到環境中。當有害污染物與液體燃料450結合時，最終生成的溶液或膠體對環境是無害的。此外，具有經隔離的和移除的有害污染物的溶液或膠體可被分解(如通過再生燃料生成系統700)以便獲得再生能源。
[0075]圖4B示出了 用于分解生物質廢料為承載氫和碳的中間體的示例性系統410的框圖。系統410包括生物質廢料攝入組件，如加料漏斗411，接收原始狀態的生物質廢料402，并將原始物料分解(如，擠條、切塊、磨碎等)為細分的原料，如各種有機纖維素類和木質纖維素類。加料漏斗411可包括加熱裝置，如熱交換器412以給細分的原料預加熱。熱交換器可再利用和循環利用來自外部熱源的(如，發動機排氣和/或如風能、太陽能的可再生熱量)或生物質分解反應器414自身的廢熱404。
[0076]細分的(和在一些實施例中預熱的)原料413可被輸送到生物質分解反應器414中以將生物質廢料分解為有用的碳和氫的可再生源，如各種烴類、醇類、氨和碳氧化物。反應器414可包括干燥機構415以排除原料中的水分和空氣。干燥機構415可包括擠壓裝置以物理的將原料的水分和空氣擠壓排出。擠壓裝置的實施例包括螺旋形輸送機和撞擊式活塞輸送機。另外，干燥機構415可包括一個或多個加熱機構416,如捕獲由反應器414生成的熱量并循環利用捕獲的熱量以干燥原料的熱交換器。該熱交換器還可再利用和循環利用來自外部熱源(如，發動機排氣和/或如風能、太陽能的可再生能源)的廢熱404。
[0077]反應器414還可包括該加熱機構416以產生足夠的用于厭氧反應的熱量來分解生物質廢料為有用的碳和氫的可再生源417，如烴類、醇類、氨和碳氧化物。產生的有用的碳和氫的可再生源417可被輸送到存儲和/運輸機構418中，以被液體燃料反應器420使用在額外的反應中，從而生成可再生燃料和/或如2011年02月14日提交的的美國專利13/027，068中所描述的基于碳的耐用產品419。此外，存儲和運輸機構418允許用于高效的運輸有用的碳和氫的可再生源417到遠端位置用于后續處理。
[0078]生物質分解反應器414可通過配置以增加生物質廢料轉化過程的熱效率，同時降低或消除二氧化碳的生成。例如，生物質分解反應器414可包括在提取碳、烴類，如甲烷，和/或氫氣之前，形成對流干燥(例如，再循環熱)，另外消除空氣、水分和其他氧源的機構。[0079]圖5示出了利用液體燃料作為溶劑或連續相與有害污染物結合以得到可將有害的污染物組分與環境隔離的溶液或膠體的示例性系統500的方框圖。系統500可接收如上有關方程式12所描述的液體燃料450以及有害污染物502。污染物可包括碳供體、氫供體、或兩者，如膠質碳。系統500可包括在液體燃料450中溶解污染物以生成可隔離對環境有害的污染物組分的溶液或膠體530的污染物隔離系統520。
[0080]系統500可包括過濾器510，過濾器510在提供污染物中的碳供體或碳和氫供體512給污染物隔離系統520之前,排除掉污染物502中任何的鹵素和致癌物。用于過濾鹵素和致癌物(如有害的鹽類等)的若干技術在如上有關圖2-3中進行了描述。液體混合物可被輸送(如管道運輸)到存儲容器或可再生燃料生成系統(例如系統700)以生成可再生燃料，如氫供體。
[0081]用于儲能的液體燃料
[0082]利用方程式10和11所述的工藝生成的液體燃料可提供一種橋接技術，用于在以往在設備上的投資上增加財政收益。例如，現有的運輸發動機和存儲罐可被用于進行如方程式17中總結的該類燃料的熱化學再生，以生產出燃料，該燃料促進更長的發動機壽命和更高的燃油效率，并同時更大幅地降低二氧化碳、氮氧化物和顆粒物的排放。
[0083]CH3OH+ 熱量(HEAT) — C0+2H2 (17)
[0084]用于方程17所述工藝的熱量例如可以為來源于發動機的廢熱。此外，用于方程17所述工藝的熱量還可產生于可再生能源，如風能和太陽能發電機和/或在車載應用中利用可再生能源。
[0085]相似的，通過添加污染物到液體燃料中生成的溶液或膠體可在吸熱反應中被分解以生成氣態燃料，如通過利用方程式12所述的反應過程。
`[0086]如方程式12和17中所示生產的氫燃料當與如下述的方程式18所示的燃燒甲烷作為燃料相比時更加經濟。
[0087]CH4+202 — C02+2H20+ 熱量(HEAT) (18)
[0088]例如，在方程式17中在恒定壓力下通過甲烷反應產生的熱量約為-344，940BTU/摩爾。但對于方程式12，3摩爾的氫氣是3 (-103，968BTU/摩爾)=-311，904BTU,燃燒2C0是2 (-121，666BTU/Mole) =-244，332BTU,總產量為-555，236BTU。這還沒有算上冷凝 3mol 水的熱。因此，約多出60%的燃燒能可被輸送用于以發動機為動力的生產。熱化學再生無需新的燃料種類在升高的溫度下被使用，并且為了如本文所描述的額外優勢，該新的品種可將熱量再生轉移到熱化學反應過程。
[0089]根據液體燃料中污染物的類別和濃度，額外的能量(如，多出25% -60%的能量)可被輸送到燃燒室。通過燃料噴射器(如，包括多層燃燒室的噴射器)可有效的利用額外的能量。例如，通過自動控制原始燃料噴射和點火的時機、后續每次燃料噴射和點火的時機，以及每次燃料噴射的燃料壓力，所述溶液或膠體與較少的顆粒物和氮氧化物可更迅速地燃
Jyti ο
[0090]氫氣和諸如NH3的氫供體可被存儲在活性炭和其他宿主物質中，用于在控制允許膨脹程度的條件下的后續釋放中以產生所需的壓力。例如，多個燃料噴射器(如美國申請N0.7628137所描述的)可提供更大體積的燃料(如，可包含相當大數量的非燃料組分的燃料)以輸送更多的分子用于容積式發動機的做功中程和燃氣渦輪發動機中更多扭矩中的膨脹和運行。方程式10中示出的低成本增壓工藝還可通過釋放吸收存儲器中的燃料和/或分解燃料(如，說明性的方程式19、20和21中示出的氨氣)來實現。
[0091]2NH3 —3H2+N2 (19)
[0092]C0+3H2+N2 — CH30H+H2+N2 (20)
[0093]C02+3H2+N2 — CH30H+H20+N2 (21)
[0094]圖6為生產如上所描述的用于隔離有害污染物和儲能的多用途液體燃料的示例性工藝600的工藝流程圖。系統(如，下面的系統700)例如可通過改良天然氣或生物質廢料分解的產物獲取H2 (610)。所述系統可從工業過程收獲N2、碳供體、氫供體或它們的組合(620)。之后，所述系統可將H2與從工業過程收獲的N2、碳供體、氫供體或它們的組合反應以生成液體燃料(630)。所述液體燃料在吸熱反應條件(如，通過利用適當的熱量)下可被分解以生成氣體燃料(640)。
[0095]所述系統可使用液體燃料作為溶劑或連續相以與有害污染物結合，以生成將將有害污染物與環境相隔離的溶液或膠體(650)。所述系統可從污染物中過濾掉任意地鹵素和致癌物質(660)。
[0096]例如，通過利用可從空氣海水中得到的一種或多種如甲醇、四氫呋喃(THF)、氯化烴類(可來源于空氣海水)等的溶劑并轉化聚合物組分為氫氣和一氧化碳或二氧化碳，海洋漂浮物，如殺死野生物種、擾亂海洋過程的聚合物可被收集和處理以分離特定值。甲醇和四氫呋喃和/或不同的其他溶劑，可從來源于空氣的氮氣或氧氣制備；氫氣、一氧化碳和/或二氧化碳可從收獲的塑料和/或從甲烷水合物沉淀中產生。各類溶劑均可被生產以滿足如太陽能溶劑的需求來選擇性從聚乙烯中移除或隔離苯乙烯。該系統通過改變末位基團、交叉鏈接、熱化學過程或高溫區反應可將聚合物重組為穩定的聚合物。分離的廢料”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儲和運輸密度的復雜碳氫化合物。說明性的這類可溶性廢料”C”可參與到如方程式21再次所示的熱化學再生中，用于添加化學勢能到產生的濕甲醇中。
[0097]CH30H+H20+ “C” +熱量(HEAT) — 2C0+3H2 (12)
[0098]本發明實施例類似選擇的組合可協助分離或隔離石油或焦油污染物。例如，在水平鉆孔和焦油砂開采中，焦油砂廢料和石油焦炭存在包括堵塞生產層和/或通過管道運輸的問題。液態油需要通過管道和油罐車運輸。污染物可通過一種或多種從空氣、一氧化碳、二氧化碳和氫氣產生的溶劑分離。通過將有毒的或干擾的污染物置于溶液并分離它，烴類可被輸送至工業園區制備聚合物、碳化纖維或其他有價值產品，并且利用剩余廢料作為可溶的或其他懸浮劑以提高液體燃料的化學燃料勢能。
[0099]圖7為示出了用于生成如上所描述的隔離有害污染物和儲能的多用途液體燃料的示例性系統700的框圖。系統700包括接收如上所描述的生成的液體燃料450的可再生燃料生成反應器710。該反應器710還可接收分離有害污染物的溶液或膠體530。反應器710可包括加熱機構712以提供必要的熱量來將隔離了有害污染物的液體燃料450和溶液或膠體530轉化為氣體燃料，如氣體可再生燃料。例如，液體燃料450可被分解以生成N2、H2、CO、或它們的組合(716)。溶液或膠體530還可被分解以生成CO和H2 (714)。反應中使用的熱量可從發動機排氣或冷凝系統 的原本要被排放到環境中的廢熱404中得到。來源于一個或多個可再生能源(如風能、太陽能、活水、地熱等)的熱量也可被用于反應中。生成的燃料714和716可利用存儲和運輸裝置720 (如加壓容器和/或管道)進行存儲和運輸。
[0100]作為氫和膠體碳來源的建筑結構
[0101]建筑結構可被用于提高分離有害污染物或儲能的液體燃料的產生。建筑結構可通過設計展現有用的性能，如預先加載各種形式的氫和膠體碳的能力。建筑結構可包括合成的包括晶體的各種基本晶胞的陣列。所述晶體陣列包括各種材料，如石墨烯、石墨、氮化硼、或其他材料。另外，預先加載氫和/或膠體碳的建筑結構可作為固體、作為如原子一樣的薄層、或作為其他排列和變型被實施。
[0102]通過用氫或其他材料和/或膠體碳預先加載建筑結構的方式可被促進或加快以上描述的用于生成液體燃料的工藝。優化了生成的液體燃料類似的提高或改善了液體燃料作為可與有害污染物結合的溶劑或連續相的用途。另外，液體燃料可被分解以生成氫/碳比高于液體燃料的氣體燃料。
[0103]如本文所述，碳和氫(例如來自生物質廢料和污染物)可被循環和重新利用以生成多用途的液體燃料，所述多用途液體燃料可被用作溶劑或連續相以隔離有害污染物和存儲能量。有害污染物不僅可與環境相隔離，還可為后續過程提供額外的能量源和/或原料。使用如上所述的技術和系統，可降低碳和其他有害污染物的排放并可產生燃料。在2011年02月14日提交的美國專利13/027,214中示出了若干建筑結構的實施例。
[0104] 廢料分離和/或利用過程
[0105]根據本發明技術的若干工藝實施例，液體燃料(如，在標準溫度和壓力下的液體燃料)被用作廢料的載體。用這種方式，例如，廢料在后續加工之前，可與環境相隔離并用于存儲和運輸。適合的液體燃料的實施例包括醇類(如，甲醇、乙醇、丙醇和丁醇)、炔烴(如，乙炔)、酮類(如，丙酮)、醚類(如，二甲醚)和氨。在本發明技術的一些實施例中，液體燃料基本上不含有烴類或少于約25%的烴類。液體燃料可被提供或形成。液體燃料例如可通過將氣體燃料與空氣或氣體廢料反應形成。氣體燃料的實施例包括單獨的氫氣、甲烷、乙烷、丁烷、丙烷、一氧化碳、笑氣、合成氣、天然氣、沼氣和其它單獨的氣體燃料或與一種或多種其它原料的組合。在實施例中，液體燃料由氣體燃料形成，所述氣體燃料可被形成或提供。氣體燃料例如通過從存儲中移出或從天然資源中提取而被提供。氣體燃料中的氫氣可通過重組烴類(如，甲烷)或通過電解水被形成。氫氣和/或甲烷可根據如上所述工藝之一的生物質被形成。用于生成氣體燃料的原始物料可以是氣體(如，天然氣)、液體(如，液體生物質)或固體(如，固態生物質)。氣體廢原料與氣體燃料反應形成的液體燃料可以是根據標準慣例被處理或釋放到環境中的來源于工藝的任何氣態副產物。二氧化碳是有關許多工業過程的氣體廢料的常用實施例。在一個實施例中，將氫氣與二氧化碳反應形成醇(如，根據方程式11的甲醇)。在另一實施例中，將氫氣與氮氣(如，來自空氣)反應生成氨，如通過哈伯制氨法(Haber process)。
[0106]液態燃料可與廢料結合形成溶液或膠體。所述廢料可以是根據工藝的標準慣例被處理或釋放到環境中的工藝的任何副產物。所述廢料可包括有機和/或無機原料，并且可包括固體(例如在標準溫度和壓力下的固體)、液體(例如在標準溫度和壓力下的液體)、和/或氣體(例如在標準溫度和壓力下的氣體)。可與液體燃料結合的廢料的實施例包括揮發性有機化合物(例如來自油漆和聚合物的使用和生產)和有機顆粒(如來自煤和糧食加工的塵土)。[0107]多種工藝可被用于與廢料和液體燃料結合。例如，利用壓力或溫度可逆吸附過程，氣體廢燃料可從廢棄蒸汽中被吸收，并且之后解吸到液體燃料中。所述吸附過程中的吸附劑例如可包括活性炭或沸石。在根據本發明技術的若干工藝實施例中，廢料首先通過在高壓和/或低溫下的吸附床來吸附廢料。然后將液體燃料通過在低壓和/或高溫下的吸附床來解吸廢料至液體燃料中。或者，廢料可被直接并入液體燃料中。例如，顆粒物可在攪拌罐中與液體燃料結合。
[0108]在將廢料和液體燃料結合之前，廢料前體可被分離成兩個或多個部分。例如，將廢料前體分為與液體燃料結合的第一部分和單獨處理的第二部分。在本發明技術的若干實施例中，廢料在與液體燃料結合之前，需經歷吸附過程，以便分離廢料為第一部分和第二部分。吸附過程可在特定的允許吸附第一部分的廢料強于吸附第二部分的廢料的壓力和溫度下進行。被吸附的第一部分的廢料之后可被解吸到如上所述的液體燃料中。可替換的是，吸附過程可在特定的允許吸附第二部分的廢料強于第一部分的廢料的壓力和溫度下進行。之后，殘留的第一部分的廢料可在被解吸至液體燃料前在單獨吸附過程中被吸附。根據將被分離的物料，除吸附之外的工藝可以是適當的。例如，在廢料中的某些物料可通過過濾(如通過納米過濾)被分離。
[0109]分離的第二部分的廢料比第一部分對人類有更大的毒性。例如，分離的第二部分的廢料比第一部分具有更高濃度的一種或多種有毒物質。在第二部分中可被分離的有毒物料的實施例包括致癌物(如，某些芳香烴類)和鹵素(如氯氣)。當很難避免人體暴露于通過結合廢料和液體燃料而形成的溶液或膠體的深加工中時，將有毒物質分離是很有用的。在本發明技術的若干實施例中，溶液或膠體的深加工在遠程位置進行，和/或對溶液或膠體的深加工將廢料中的有毒物料實質地轉化為低毒物料。在這類實施例中，從廢料中分離的有毒物質可以是不必要的。
[0110]溶液或膠體在形成后可被存儲或運輸。例如，結合液體燃料和廢料以形成溶液或膠體可在第一位置發生，對溶液或膠體的深加工可在第二位置發生。所述位置可以是一般設施的位置，而不是特定設備的位置。第一位置和第二位置之間的距離可以例如是在約IOOm至約1000km之間，如約2`00m至約500km之間或約Ikm至約200km之間。在2011年8月12日提交的美國申請N0.61/523，262中描述了用于存儲和運輸液體燃料的方法和系統的若干實施例。除了在第一位置形成溶液或膠體外，液體燃料也可形成在第一位置處。廢料還可在第一位置處被分離為兩個或多個部分。在本發明技術的若干實施例中，所述第一位置是工業過程的位置，且從該工業過程可收獲原料。該工業過程還可作為形成液體燃料的氣體廢料的源。所述第二位置可以是燃料加工位置，在這里來自多個位置的溶液或膠體被共同加工。
[0111]加工所述溶液或膠體可包括使溶液或膠體反應以形成氣體燃料。例如，溶液或膠體中的液體燃料可反應形成氣體燃料。在特定的例子中，甲醇可被反應以形成氫氣和一氧化碳。除了由液體燃料形成氣體燃料外，溶液或膠體中的廢料也可用于反應中以形成氣體燃料、用于其它工藝中的前體原料、固體產物或它們組合。當廢料被用于形成被實質地分離的有機固體產物或前體物料的反應時，殘留的產物或溶液或膠體具有的碳/氫比比初始的溶液或膠體的碳/氫比低。2011年2月14日提交的美國專利N0.13/027，068描述了用于從廢料中形成固體產物的若干反應的實施例。將液體燃料轉化為氣體燃料和將廢料轉化為氣體燃料、前體原料、固體產物或它們的組合兩者都是典型的在類似的加工條件下，如實質上缺氧的條件下進行的吸熱反應。因此，可以協同的一起進行這些過程。而且，從液體燃料反應中形成的氣體燃料之后可被作為反應物用于轉化廢料。例如，如果液體燃料是甲醇，廢料是二氧化碳，那么用于與甲醇反應的氫氣可與二氧化碳反應以轉化二氧化碳為固體產物。來自溶液或膠體反應的氣體燃料可以被存儲、運輸，或用于生成能量(如，在燃料電池中)。許多液體燃料(如甲醇)和廢料(如二氧化碳)可反應以生成一氧化碳，所述一氧化碳可被用作工業產品、作為氣體燃料或作為用于形成醛類(如甲醛)、羧酸(如乙酸)、碳化物和其他有用原料的前體。
[0112]廢料的隔離和/或利用系統
[0113]圖8示出了系統800，配置為隔離廢料和/或利用廢料，這樣以形成根據本發明技術實施例的氣體燃料和/或固體產物。在圖8中示出的系統800的下方描述了與配置的系統和部分的系統相關的特征和示例性工藝的特征。如圖8所示，系統800包括第一位置802和第二位置804。第一位置802包括源805、反應器806、工業過程808和混合器810。第二位置包括反應器812。反應器806配置為通過管道815接收來自源805的氣體燃料，氣態第一廢料通過管道816來自工業過程808。氣體燃料和氣態第一廢料反應生成液體燃料，所述液體燃料通過管道818被輸送到混合器810。混合器810還通過管道820接收來自工業過程808的第二廢料。在混合器810內，液體燃料和第二廢料結合形成溶液或膠體。所述溶液或膠體通過管道822被運輸到位于第二位置804的反應器812中。在另一實施例中，可去除管道822，并且利用可選的運輸工藝(如經由油罐卡車)可將溶液或膠體運輸到位于第二位置804的反應器812中。在反應器812中，將溶液 或膠體反應以生成通過管道824離開反應器到達使用點或用于深加工(未示出)的氣體和/或液體燃料產物。溶液或膠體的反應還可形成通過管道826離開反應器到達使用點或用于深加工(未示出)的固體產物或前體物料。
[0114]圖9不出了根據本發明技術另一實施例的系統900。在圖9中不出的系統900的下方描述了與可配置的系統或部分系統相關的特征和示例性工藝的特征。在圖9中示出的附圖標記的第一數字是“9”。對于類似或相同的元件，圖9中示出的附圖標記的最后兩個數字與圖8示出的附圖標記的最后兩個數字相同。與圖8中示出的系統800不同的是，圖9中示出的系統900在源905和反應器906之間包括反應器928。反應器928通過管道930接收來自源905的原始原料，并將原始原料反應以形成通過管道914運輸到反應器906的液體燃料。反應器928可被配置，例如與來自源905的生物質反應以形成氣體燃料。另外，與圖8中所示的系統800不同的是，圖9中所示的系統900在工業過程908和混合器910之間包括分離器932。分離器932可被配置為通過管道934接收來自工業過程908的第二廢料。第二廢料可被分離為通過管道936被運送到混合器910的第一部分和通過管道938被運送以進行存儲或運輸(未示出)的第二部分。在混合器910內，來自反應器906的液體燃料與來自分離器932的第二部分廢料的第一部分結合以形成溶液或膠體。
[0115]根據本發明技術實施例的系統可具有與圖8和9所不的系統800和900相關的多個變型。系統可被配置用于進行連續和/或批次操作。存儲結構可在任一點的前、后或沿著管道被添加。反應器還可包括兩個或多個級。例如，圖9中所示的分離器932可包括兩個或多個分離級，如兩個或多個吸附級。混合器810、910也可包括吸附級。例如，混合器810、910可包括吸附級，配置為吸附氣態第一廢料或部分氣態第一部分廢料以及將已吸附的物料解吸附到液體燃料中。分離器938和/或混合器910中的吸附級必要的話可包括針對清洗氣流的管路。
[0116]考慮到特定的實施例，氨為造成問題的的廢料。按照法律，化學工業的制造商現必須通常利用顯著附加生產成本的氨洗滌器或其他解決方法來減少或消除他們的氨排放。根據本發明中公開的內容，一個可選項是高密度存儲氫，從而由廢物CO或CO2或氮化合物(如NH3)形成化合物，如醇類。NH3會與水混合以形成NH3OH,這將允許富含碳的廢料被并入作為溶質。之后，在吸熱反應中，可使用廢熱和/或與可再生能量一起補充廢熱，以生成一氧化碳和氫氣。例如:
[0117]2NH3+H20+C+ 熱量(HEAT) — C0+N2+4H2 (22)
[0118]處理的廢料進一步說明包括人類和動物廢料，如來自類似和其他來源的尿素和氨氣，一些有價值的可被生產，包括更易于存儲和運輸的胍。根據本發明公開的多個方面，胍可被用來存儲用于生產更大量氫氣，來自如固體宿主物質，目的的可溶性碳廢料，如不合格或被污染的淀粉、糖或糖蜜(CxYz)。例如，考慮到包括碳、氫和/或氧的廢化合物:
[0119]aCN3H5+CxHz+xH20+ 熱量(a+x) CO+ (a5/2+z/2+x) H2 (23)
[0120]雖然本說明書包括許多細節，但這不應該被解釋為本發明的任何范圍或所要求的范圍的限制，更確切地說可作為針對本發明特定的具體實施例的特征描述。在本文的說明書的分立實施例中描述的某些特征可被用于與單一實施例的結合。相反地，本文的單一實施例中描述的多個特征也可被分別地應用在多個實施例中或任意適合的變型中。而且，盡管在上述某些組合乃至最初要求的本身中描述了特征，但在一些情況下，來自所要求的組合的一個或多個特征可從 組合中被去除，并且所要求的組合可指向子變型或、子變型的變型。
[0121]類似的，盡管在特定順序的附圖中描述了操作，但這不應被理解為要求這類操作在示出的特定順序或相繼次序中執行，或要求為了獲得理想結果，所有說明性操作都被執行。在某些情況下，多任務處理或并行處理是有利的。而且，在上述實施例中多個系統組件的分立不應當被理解為在所有實施例中這類分立都是所需的。
[0122]只描述了少數實施和實施例，其它的實施、提高和變型可基于本申請中描述的和說明的而得到。
[0123]2011年2月14日提交的美國申請N0.13/027，196包括關于碳循環的額外公開。在美國專利13/027,068中公開了工藝、設備和材料。美國申請N0.61/523，262和美國申請N0.13/027，196在實施本發明的若干實施例中是有用的。但凡美國申請13/027，196、美國申請N0.13/027，068和N0.61/523，262與本文公開的本發明相中突，本發明都加以控制。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 將液體燃料和污染物結合以在第一位置處形成溶液或膠體； 輸送所述溶液或膠體到第二位置；以及 使所述溶液或膠體反應以在所述第二位置處形成氣體燃料。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述溶液或膠體反應包括實質地在厭氧條件下使所述溶液或膠體反應。
3.根據權利要求1所述的方法，進一步包括將氣體物料吸附到吸附劑上，其中，所述污染物為所述被吸附的氣體物料，并且將所述液體燃料與所述污染物結合包括從所述吸附劑解吸附廢料到所述液體燃料中。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述污染物為包括有機材料的廢料。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一位置與所述第二位置相距約Ikm和約500km之間。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述液體燃料包括氨，并且所述方法進一步包括將所述氣體燃料與氮氣反應以生成所述液體燃料。
7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括使生物質反應以形成與氮氣反應的所述氣體燃料。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述氣體燃料為第一氣體燃料，使所述溶液或膠體反應包括使所述溶液或膠體中的所述液體燃料反應以形成所述第一氣體燃料以及使所述溶液或膠體中的所述污染物反`應以形成第二氣體燃料、固體產物、前體材料或它們的組口 ο
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一氣體燃料是反應劑，所述反應劑使所述溶液或膠體中的所述污染物反應以形成所述第二氣體燃料、所述固體產物、所述前體材料或所述它們的組合。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，使所述溶液或膠體中的所述污染物反應包括使所述溶液或膠體中的所述污染物反應以形成所述固體產物、所述前體材料、或所述它們的組合，并且所述方法進一步包括使所述固體產物、所述前體材料或所述它們的組合與所述第一氣體材料實質分離。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述污染物為第二污染物，并且所述方法進一步包括將氣體燃料與氣態第一污染物反應以形成所述液體燃料。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述氣態第一污染物和所述第二污染物來源于相同的工業過程。
13.根據權利要求11所述的方法，進一步包括使生物質反應以形成與所述氣態第一污染物反應的所述氣體燃料。
14.根據權利要求11所述的方法，其中，所述氣態第一污染物包括二氧化碳，并且所述液體燃料包括醇。
15.—種方法,包括: 將污染物分離為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對人類的毒性更大； 將液體燃料和所述污染物的所述第一部分結合以形成溶液或膠體；使所述溶液或膠體反應，以使所述溶液或膠體中的液體燃料形成氣體燃料，所述溶液或膠體中的所述污染物的所述第一部分形成氣體燃料、固體產物、或它們的組合。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，分離所述污染物及將所述液體燃料與所述污染物的所述第一部分結合發生在第一位置處，使所述溶液或膠體反應發生在第二位置處，并且所述方法進一步包括將所述溶液或膠體從所述第一位置輸送到所述第二位置。
17.根據權利要求15所述的方法，其中，所述污染物為第二污染物，并且所述方法進一步包括將氣體燃料與氣態第一污染物反應以形成所述液體燃料。
18.根據權利要求15所述的方法，其中，將所述污染物分離為所述第一部分和所述第二部分包括將所述污染物的所述第一部分選擇性吸附到吸附劑上，并且將所述液體燃料與所述污染物結合包括從所述吸附劑中解吸附所述污染物的所述第一部分到所述液體燃料中。
19.根據權利要求15所述的方法，其中，將所述污染物分離為所述第一部分和所述第二部分包括將所述污染物的所述第二部分選擇性吸附到第一吸附劑上，所述方法進一步包括將所述污染物的所述第一部分吸附到第二吸附劑上，將所述液體燃料與所述污染物的所述第一部分結合包括從所述第二吸附劑中解吸附所述污染物的所述第一部分到所述液體燃料中。
20.根據權利 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機材料。
21.—種系統,包括: 第一反應器，配置為使氣體燃料與氣態第一廢料反應以形成液體燃料； 混合器，配置為混合所述液體燃料與第二廢料以形成溶液或膠體；以及 第二反應器，配置為使所述溶液或膠體反應以形成第二氣體燃料。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，所述第一反應器和所述混合器位于第一位置，所述第二反應器位于第二位置，并且所述第一位置距所述第二位置約Ikm和約500km之間。
23.根據權利要求21所述的系統，其中，所述混合器包括吸附劑，所述吸附劑配置為從氣態第二廢料前體中吸附所述第二廢料并解吸附所述第二廢料至所述液體燃料中。
24.根據權利要求21所述的系統，進一步包括第三反應器，所述第三反應器配置為使生物質反應以形成與氣態第一廢料反應的所述氣體燃料。
25.根據權利要求21所述的系統，進一步包括分離器，所述分離器配置為將第二廢料前體分離為所述第二廢料和不合格材料。
26.根據權利要求25所述的系統，其中，所述分離器包括吸附劑，所述吸附劑配置為吸附所述不合格材料。
27.一種降低以往有害污染物的蒸氣壓或蒸氣壓有效性的能量密度高的液體混合物，生產所述液體混合物的方法包括: 從適合的供體物質中提取氫； 收獲工業過程排放的一氧化碳、二氧化碳或氮； 使所述收獲到的一氧化碳、二氧化碳、或者氮與所述氫反應以生成氫密度高的燃料;以及 將有害污染物溶解在充當溶劑的所述氫密度高燃料中，以生成將所述有害污染物與環境相隔離的所述液體混合物，其中，所述有害污染物包括氮供體、碳供體和氫供體的至少一種。
【文檔編號】C10G2/00GK103874752SQ201280049955
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年8月13日 優先權日:2011年8月12日
【發明者】羅伊·E·麥卡利斯特 申請人:麥卡利斯特技術有限責任公司