[发明专利]熔盐反应器的改进

说明书

一种预热熔融材料反应器的进料的方法，包括在第一热交换器中使用冷却的产物气加热烃进料以产生加热的烃进料流、在热解反应器中热解所述加热的进料流中的至少一部分C2+烃以产生热解的烃流，和在第二热交换器中使用产物气加热所述热解的烃流以产生预热的进料气。所述加热的烃进料流包括甲烷和一种或多种C2+烃。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月6日递交的题为“熔盐反应器的改进”的美国临时申请第62/944,819号的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

关于联邦资助研究或开发的声明

无。

背景技术

目前，主要使用蒸汽甲烷重整(SMR)工艺生产工业氢气，并且来自反应器的产物流出物不仅含有期望的氢气产物，还含有其他气态物质，该气态物质包括气态碳氧化物(CO/CO₂)和未转化的甲烷。在变压吸附(PSA)单元中进行用于运输或储存的氢气的分离和用于再循环回重整器的甲烷的分离，这是昂贵且耗能的分离。通常，碳氧化物被释放到环境中。这个分离工艺作为反应后的一独立单元存在。整个工艺产生大量的二氧化碳。通过与氧气燃烧，天然气也广泛用于生产电力，同样产生大量的二氧化碳。

发明内容

在一方面，熔融反应器加热器包括熔融反应器容器、设置在熔融反应器容器内的熔融材料，以及设置在熔融反应器容器内与熔融材料接触的间接热交换器。

在一方面，熔融材料反应器包括：反应器容器、设置在反应器容器的下部的气体分配器、设置在反应器容器的上部的螺旋输送器(auger)，和在反应器容器的上部的出口。螺旋输送器穿过出口，并配置为通过出口将碳传送出反应器容器的上部。

在一方面，一种操作熔融材料反应器的方法包括：在反应器容器中使烃气与熔融材料接触，在反应器容器中产生氢气和固体碳，使用设置在反应器容器上部的螺旋输送器从熔融材料的顶部向反应器容器的出口输送固体碳，和通过反应器容器的出口从反应器容器中移除固体碳。

在一方面，预热熔融材料反应器的进料的方法包括：在第一热交换器中使用冷却的产物气加热烃进料以产生加热的烃进料流，在热解反应器中热解加热的进料流中的至少一部分C₂₊烃以产生热解的烃流，和在第二热交换器中使用产物气加热热解的烃流以产生预热的进料气。加热的烃进料流包括甲烷和一种或多种C₂₊烃。

在一方面，冷凝蒸发的材料的方法包括：在热交换器中冷却来自熔盐反应器的蒸气产物，其中蒸气产物包括蒸发的盐；在热交换器中冷凝蒸气产物中的蒸发的盐的至少一部分；和将蒸发的盐的冷凝部分循环到熔盐反应器。

从下面结合附图和权利要求的具体实施方式中，这些和其他特征将会被更清楚地理解。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图和具体实施方式，参考以下简要描述，其中相似的附图标记表示相似的部件。

图1为根据一些实施方式的熔盐反应器系统的示意图。

图2A至图2B为根据一些实施方式的熔盐反应器的示意图。

具体实施方式

现如今，将天然气转化为氢气或电力在商业上是使用产生大量二氧化碳的工艺实施的。随着全球社会寻求减少二氧化碳排放，希望找到有成本效益的工艺来利用天然气生产氢气或电力，而不产生二氧化碳。本发明的系统和方法使得天然气或其他化石烃转化为氢气和/或热能以及蒸汽用于电力成为可能，而不产生二氧化碳，同时反而产生固体碳。