地下反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于從有機材料制造烴和化學(xué)物的地下反應(yīng)器優(yōu)選包括熱量回收設(shè)備。本發(fā)明的一些實施方案包括至少一個將生物質(zhì)注入地下的管和至少一個收集表面上的反應(yīng)后生物質(zhì)的第二管。還公開了能夠控制溫度和壓力并收集礦物質(zhì)和二氧化碳的其它管。另外提供了利用反應(yīng)器的方法。進(jìn)一步的實施方案包括使用反應(yīng)器的方法，例如，由藻類制造燃料的方法及使用礦物質(zhì)和二氧化碳作為將用作反應(yīng)器的生物質(zhì)的藻場的食物的方法。
【專利說明】地下反應(yīng)器系統(tǒng)
[0001]發(fā)明人:IGLESIAS，fcandon，美國公民，2721St.Charles Ave.2B, NewOrleans, Louisiana, 70130, US。
[0002]受讓人:THEADMINISTRATORS OF THE TULANE EDUCATIONAL FUND,路易斯安那州，US,非盈利公司，地址:6823St.Charles Ave., Suite300, Gibson Hall, NewOrleans, LA70118，US。
[0003]相關(guān)申請案 [0004]在此要求2011年5月3日提交的美國臨時專利申請第61/481，918號及2012年2月24日提交的美國臨時專利申請第61/602，841號的優(yōu)先權(quán)，這兩篇臨時專利申請據(jù)此以引用的方式并入本文。
[0005]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究的聲明
[0006]不適用
[0007]光盤提交
[0008]不適用
[0009]背景
[0010]隨著世界人口的不斷增加，必須使用更可持續(xù)的能源過程來養(yǎng)活更多人口。為了用泵從地面抽取油，全球各地已鉆探許多油井，這些油井一旦干涸便被廢棄。
[0011]同時，生物燃料已經(jīng)走上一個完全獨立的發(fā)展軌道，其中生物質(zhì)到醇基燃料的轉(zhuǎn)化是主要焦點。
[0012]由于石油輸出國組織(Organizationof the Petroleum ExportingCountries, OPEC)的石油禁運，從1978年開始藻類和硅藻得到了大量研究和開發(fā)。在1978 前 Jack Myers 和 Bessel Kok 出版了著作 Algal Culture “From Laboratory toPilot Plant”,而且麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)大約在1950年在屋頂(rooftop)上進(jìn)行了大量培養(yǎng)項目。當(dāng)燃料發(fā)展能源部(DOE)辦公室(Department of Energy's (DOE) Office of Fuels Development)資助國家可再生能量實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)的原水生物種計劃(Aquatic SpeciesProgram, ASP) 16年以界定和確定將藻類轉(zhuǎn)化成能量的工業(yè)可行性時，研究增多。1998ASP總結(jié)報告確認(rèn)綠藻和硅藻是最原始形式的植物，因而在細(xì)胞分裂和生長上最有效，因為它們不會像陸生植物那樣在諸如根、莖、葉的基本結(jié)構(gòu)上消耗能量。ASP得出的結(jié)論是，由于微藻的原始本性，預(yù)計微藻的每單位面積土地的油產(chǎn)量是陸生油籽作物的30倍。然而，ASP報告的關(guān)注點在從藻類脂質(zhì)制備生物柴油上，而不在合成原油上。
[0013]1998ASP總結(jié)報告強調(diào)了由于天氣和季節(jié)中不可控制的溫度變化致使無能力維持一致高的藻類生物質(zhì)生長速率所導(dǎo)致的敞開藻類池的關(guān)鍵問題。
[0014]另外，它指出，不使用敞開藻類池設(shè)計的替代藻類工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)幾乎沒有前景。
[0015]進(jìn)一步地，由于維持高產(chǎn)生物體的困難，因此推薦藻類生產(chǎn)成本分析。根據(jù)營養(yǎng)物的可獲得性、光強度、溫度和CO2確定藻類生物質(zhì)生產(chǎn)率。光、營養(yǎng)物和溫度的影響是乘性的(multiplicative)。[0016]已完成指示發(fā)生反應(yīng)所需的溫度和壓力的計算。隨著相對介電常數(shù)的減小，水更多是起到溶劑的作用，這部分歸因于極性降低。使用Arrhenius方程，已計算出對于可變溫度和恒定壓力，或可變壓力和恒定溫度的水解離常數(shù)。
[0017]熱剝落(thermal spallation)是向硬巖石施加相當(dāng)高的熱通量的過程。在使用超熱流體溶解巖石的本領(lǐng)域稱為剝落的過程中，快速的應(yīng)力導(dǎo)致表面顆粒從巖石上脫離。
[0018]本文以引用方式并入了以下參考文獻(xiàn):
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發(fā)明概要
[0032]本發(fā)明的一些實施方案包括經(jīng)由溫度和壓力將可再生油給料轉(zhuǎn)化為燃料的地下水-地?zé)岱磻?yīng)器。反應(yīng)器的實施方案可利用所產(chǎn)生的焦炭和煙氣(off gas)產(chǎn)生電和熱，利用所產(chǎn)生的二氧化碳和熱的富含礦物質(zhì)的水促進(jìn)生物質(zhì)生長。
[0033]一些實施方案使用藻類作為生物質(zhì)。另一些實施方案在用于給料的反應(yīng)器附近具有敞開藻類池。一些實施方案通過使用間接地?zé)崮芾昧鞒鏊峁υ孱惻艿莱氐臏囟瓤刂?。進(jìn)一步的實施方案允許反應(yīng)器的再循環(huán)料流在敞開藻類池中提供氮、磷、鉀、二氧化碳，和升高的溫度。本發(fā)明包括用在從有機材料制造燃料的燃料制造過程中的地下反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括將有機材料注入地下的第一管；收集由地下反應(yīng)器產(chǎn)生的反應(yīng)后有機材料的第二管；提取待用于給燃料制造過程中使用的裝備提供動力的熱量的熱交換器。
[0034]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將來自熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給燃料制造過程中使用的裝備提供動力的有機朗肯循環(huán)。
[0035]優(yōu)選地，燃料制造過程中使用的裝備由從熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
[0036]優(yōu)選地，該裝備包括泵。
[0037]優(yōu)選地，該泵使熱交換流體循環(huán)從而使反應(yīng)帶維持在所需溫度。
[0038]本發(fā)明包括用在從有機材料制造燃料的燃料制造過程中的地下反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括將有機材料注入地下的第一管；收集由地下反應(yīng)器產(chǎn)生的反應(yīng)后有機材料的第二管；及使熱交換流體在閉合環(huán)路中循環(huán)從而使反應(yīng)帶維持在所需溫度的泵。
[0039]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括用于提取待用于給燃料制造過程中使用的裝備提供動力的熱量的熱交換器。
[0040]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將來自熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給燃料制造過程中使用的裝備提供動力的有機朗肯循環(huán)。
[0041]優(yōu)選地，該裝備包括泵。
[0042]優(yōu)選地，燃料制造過程中使用的裝備由從熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
[0043]任選地，有機材料為生物質(zhì)。
[0044]優(yōu)選地，生物質(zhì)為藻類。
[0045]任選地，有機材料為聚合物。
[0046]任選地，有機材料為固體廢料。
[0047]任選地,有機材料通過液化起反應(yīng)。
[0048]任選地,有機材料通過熱化學(xué)反應(yīng)起反應(yīng)。
[0049]任選地，有機材料通過水熱過程起反應(yīng)。
[0050]優(yōu)選地，第二管在第一管內(nèi)。
[0051]優(yōu)選地，第一管的底部是閉合的，而第二管的底部是敞開的。
[0052]優(yōu)選地，第一管在地下比第二管深。
[0053]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括包封第一管和第二管的套管。
[0054]任選地，套管與第一管至少一樣深。
[0055]任選地，套管沒有第一管深。
[0056]優(yōu)選地,本發(fā)明進(jìn)一步包括下至第一管的深度的濾網(wǎng)(screen)。
[0057]優(yōu)選地，套管為絕熱體。
[0058]優(yōu)選地，該絕熱體為水泥。
[0059]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括至少一個傳熱材料可通過其泵送的第三管。
[0060]優(yōu)選地，傳熱材料為水。
[0061]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括分離反應(yīng)器的產(chǎn)物流出物的油、氣體、水分離器。
[0062]任選地，分離器在地面上。[0063]任選地，分離器在地面下。
[0064]任選地，所述產(chǎn)物的一部分被儲存。
[0065]任選地，所述產(chǎn)物的一部分用作使生物質(zhì)生長的食物。
[0066]任選地，所述產(chǎn)物的一部分用于產(chǎn)生電。
[0067]優(yōu)選地，經(jīng)由熱交換產(chǎn)生電。
[0068]任選地，至少第一管是彎曲的。
[0069]任選地，至少第一管是傾斜的。
[0070]任選地，至少第一管分叉。
[0071]本發(fā)明包括執(zhí)行高壓、高溫反應(yīng)的方法，其包括通過第一導(dǎo)管將有機材料運送到地下，其中向反應(yīng)帶中的有機材料施加足夠的壓力和溫度從而將有機材料轉(zhuǎn)化為燃料、烴或化學(xué)物；通過第二導(dǎo)管將燃料、烴或化學(xué)物抽提上來；使熱交換流體在閉合環(huán)路中循環(huán)從而使反應(yīng)帶維持在所需溫度。
[0072]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括使用熱交換器提取待用于給轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力的熱量。
[0073]優(yōu)選地，燃料制造過程中使用的裝備由從熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
[0074]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括使用有機朗肯循環(huán)將來自熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力。
[0075]優(yōu)選地，該裝備包括泵。
[0076]本發(fā)明包括執(zhí)行高壓、高溫反應(yīng)的方法，其包括:通過第一導(dǎo)管將有機材料運送到地下，其中向反應(yīng)帶中的有機材料施加足夠的壓力和溫度從而將有機材料轉(zhuǎn)化為燃料、烴或化學(xué)物；通過第二導(dǎo)管將燃料、烴或化學(xué)物抽提上來；調(diào)節(jié)熱交換器用于提取待用于給轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力的熱量。
[0077]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括使熱交換流體在閉合環(huán)路中循環(huán)從而使反應(yīng)帶維持在所需溫度。
[0078]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括使用有機朗肯循環(huán)將來自熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力。
[0079]優(yōu)選地，該裝備包括泵。
[0080]優(yōu)選地，燃料制造過程中使用的裝備由從熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
[0081 ] 優(yōu)選地，可通過增加或減小管狀反應(yīng)器深度來調(diào)節(jié)壓力。
[0082]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將傳熱材料運送到地下。
[0083]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括通過調(diào)節(jié)循環(huán)速率來控制傳熱材料的溫度。
[0084]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括通過升高或降低有機材料的溫度來控制傳熱材料的溫度。
[0085]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括在將傳熱材料運送到地下之前壓裂巖石。
[0086]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將傳熱材料從地下運送到熱交換器中。
[0087]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將傳熱材料從地下運送到有機朗肯循環(huán)中。
[0088]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括將產(chǎn)物分離成油、氣體和水基溶液。
[0089]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括運送水基溶液用于生物質(zhì)生長。
[0090]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將能量用于干燥熱交換器。[0091 ] 任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將能量用于產(chǎn)生電。
[0092]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將能量用于產(chǎn)生機械能。
[0093]任選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將能量用于產(chǎn)生熱量。
[0094]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括運送第二管的流出產(chǎn)物的一部分來喂養(yǎng)生物質(zhì)。
[0095]優(yōu)選地，生物質(zhì)為藻類。
[0096]優(yōu)選地，所述流出產(chǎn)物的一部分包含二氧化碳。
[0097]任選地，所述產(chǎn)物的一部分用作用于蒸餾過程的給料。
[0098]任選地，所述產(chǎn)物的一部分用作用于熱解過程的給料。
[0099]優(yōu)選地，本發(fā)明進(jìn)一步包括使巖石剝落。
[0100]本發(fā)明包括在裝運前對生物油/原油進(jìn)行后加工，使ReactWell分離成輕質(zhì)餾分、餾出物餾分和重質(zhì)餾分。通過使用地下地?zé)崦芏群碗x子分離單元實現(xiàn)油穩(wěn)定，所述地下地?zé)崦芏群碗x子分離單元使用地?zé)?，通過把地?zé)崤c由于地下分離柱內(nèi)部的溫度梯度而在分離流體上產(chǎn)生電壓降的壓電桿橋接來驅(qū)動密度分離和離子分離。因而，該柱使用地?zé)崮苡糜诩訜峒坝糜陔x子分離過程。使用單獨的密度分離并不‘經(jīng)濟有效’，因為時間的限制(當(dāng)前在黃色油脂箱中的實踐在冬天進(jìn)行得較慢，而在夏天進(jìn)行得較快)一但是，離子分離也用于加速通常由施加的電壓驅(qū)動的分離過程。離子分離柱使用電壓差分離極性/離子性混合物(在制備生物柴油時得知這一點)?？赡娴膲弘姴牧显诒皇┘拥碾妷候?qū)動時產(chǎn)生溫度差(這是可逆過程:也可 用于在元件側(cè)暴露于“Delta T”溫度差中時產(chǎn)生電壓差):
[0101]使用液體堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、其他金屬、水、鹽水和各種其他化合物作為傳熱流體
[0102]使用脫礦物質(zhì)單元(Demineralization Unit, DMIN)經(jīng)由冷卻或磁b場取出礦物質(zhì)用于再出售(輔助收益流)
[0103]通過使用工作傳熱流體將管狀反應(yīng)器中的工藝流體與地?zé)醿恿黧w分離。目的是通過將地?zé)崃黧w限制在管子內(nèi)徑中來減少清管維修，從而將停工時間減至最低。
[0104]使用這樣的管清洗物件如清管器(石油行業(yè)術(shù)語)，其在注入到管狀反應(yīng)器中時溶解(由于水熱過程解聚)在油和氣體中并且永遠(yuǎn)不會返回原來的狀態(tài)，但是清洗管子1.D.和0.D。
[0105]本發(fā)明的一些有益特征包括:
[0106]清管器友好設(shè)計使得與地層流體(地?zé)醿?接觸的傳熱流體側(cè)上的水垢(scale)容易除去
[0107]a.清管器友好設(shè)計與先前設(shè)計的關(guān)鍵區(qū)別是傳熱流體在管子的內(nèi)徑(1.D.)內(nèi)流動。清管器在檢修管子的1.D.而不是0.D.時最高效地工作。
[0108]使用脫礦物質(zhì)單元(DMIN)經(jīng)由冷卻或磁b場取出礦物質(zhì)用于再出售(輔助收益流)
[0109]傳熱管上的翅片(fin)將熱量傳遞至包含在套管內(nèi)的工作流體并且充當(dāng)擋板來打斷混合器系統(tǒng)(19)產(chǎn)生的渦流，這迫使管狀反應(yīng)器中發(fā)生對流傳熱。翅片也可以位于管狀反應(yīng)器上。
[0110]混合套管工作流體從而使得管狀反應(yīng)器中發(fā)生對流傳熱的混合器/槳葉/螺旋槳；[0111]驅(qū)動待由ORC單元提供動力的井下混合器的齒輪箱；
[0112]地?zé)醿恿黧w與管子0.D.隔離-可利用極低的停工時間將水垢從1.D.中清除，因為這種構(gòu)造不需要拆除管件(如果不是幾個月，也是幾周無起下鉆和井下檢修停工時間)；
[0113]使用一個(多個)混合器的轉(zhuǎn)動速度的對流傳熱；
[0114]生物油穩(wěn)定:下游生物油加工將發(fā)生在頂端(topping)單元中從而分離出輕餾分、懼出物和較重的6油材料,其隨后經(jīng)受下游氧合物(oxygenate)和營養(yǎng)物回收加工步驟，之后才離開設(shè)施門用于精煉或石油化學(xué)遞送。通過將小頂端單元和營養(yǎng)物回收合并在ReactWell基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中,可以具體地調(diào)整烴的選定切削(select cuts),使其適應(yīng)于給定精制機或石油化學(xué)復(fù)合體的流體催化裂化器(FCC 催化裂化器(cat-crackers) ”)和延遲焦化單元，從而優(yōu)化成品ASTM規(guī)格，同時使得ReactWell設(shè)施中有價值的營養(yǎng)物回收達(dá)到最大。ReactWell的頂端單元的關(guān)鍵區(qū)別是它將化石燃料的使用隔開(de-couple)，從而將化石燃料分離成選定的輕餾分、餾出物和重6油塔底餾分。ReactWell使用地?zé)犭x子分離技術(shù)完成油分餾，該技術(shù)使用地?zé)狎?qū)動的環(huán)路熱管利用潛熱毛細(xì)流動和壓電材料驅(qū)動密度分離，從而響應(yīng)于來自水壓頭的地?zé)釡囟忍荻群蛻?yīng)力而產(chǎn)生電壓。因而，由于由地?zé)?、芯吸材料選擇、壓電材料選擇和重力產(chǎn)生和維持的溫度、毛細(xì)作用、應(yīng)力和電壓梯度，地下發(fā)生液相分離。
[0115]在一些情況下，隨著操作地下反應(yīng)器系統(tǒng)的連續(xù)操作時間的推移，由于與水垢和阻塞相關(guān)聯(lián)的滲透性降低，地?zé)岷拖嚓P(guān)梯度可能不足以滿足反應(yīng)器條件。另外，可能需要在較高溫度下運行管狀反應(yīng)器。因而，通過燃燒(使流出CO2再循環(huán)至藻類池)、電加熱器或聚焦式太陽能發(fā)電(CSP)預(yù)先加熱管狀反應(yīng)器入口和工作傳熱流體可能被證明是延遲儲層的再壓裂和增產(chǎn)措施(simulation)的有效解決方案。
[0116]本發(fā)明實施方案的優(yōu)勢包括:
[0117]使用清洗/清管設(shè)備除去水垢/污垢；
[0118]使用工作熱交換流體隔離地?zé)醿恿黧w，使其不在管狀反應(yīng)器上產(chǎn)生污垢；
[0119]使用一個(多個)地下攪拌器強制對流傳熱；
[0120]使用地下壓電/熱粒子將應(yīng)力轉(zhuǎn)換成熱量；
[0121]使用地下催化劑；以及
[0122]使用地下蒸氣萎陷(vapor collapse)產(chǎn)生潛熱。
[0123]附圖簡述
[0124]以下附圖形成本說明書的一部分，列入在此的目的是為了進(jìn)一步展現(xiàn)本發(fā)明的某些方面。通過參考這些圖中的一個或多個圖結(jié)合本文提供的具體實施方案的描述可更好地理解本發(fā)明。
[0125]圖1.示例性地?zé)峤饩酃軤罘磻?yīng)器。
[0126]圖2.示例性地下反應(yīng)器系統(tǒng)。
[0127]圖3. 示例性地下反應(yīng)器流體流。
[0128]圖4.示例性水-地?zé)岱磻?yīng)器工藝流程圖。
[0129]圖5.示例性水-地?zé)岱磻?yīng)器工藝流程圖。
[0130]圖6.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器。[0131]圖7.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器。
[0132]圖8.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器。
[0133]圖9.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器。
[0134]圖10.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器。
[0135]圖11.示例性地?zé)峁軤罘磻?yīng)器,其中不存在泵循環(huán)管(pump-around tube),入口和出口分開，并且不存在套管。
[0136]圖12.套管內(nèi)的工作傳熱溫度曲線。
[0137]圖13.經(jīng)受強制對流的套管內(nèi)的工作傳熱溫度分布。
[0138]圖14.管狀反應(yīng)器分布。
[0139]圖15.經(jīng)受強制對流的管狀反應(yīng)器分布。
[0140]圖16.與熱工作流體和反應(yīng)器工藝流體隔離的熱地?zé)醿恿黧w的圖示。
[0141]圖17.具有地?zé)醿恿黧w套管注入的管狀反應(yīng)器。
[0142]圖18.具有外部地?zé)醿恿黧w注入的管狀反應(yīng)器。
[0143]圖19.具有隔離的地?zé)醿恿黧w的管狀反應(yīng)器。
[0144]圖20.具有隔離的地?zé)醿恿黧w和強制對流的管狀反應(yīng)器。
[0145]圖21.使用壓熱/電粒子和催化劑的管狀反應(yīng)器。
[0146]圖22.使用與地?zé)醿恿黧w隔離的注氣的管狀反應(yīng)器。
[0147]圖23.套管、管狀反應(yīng)器和熱地?zé)醾鬟f管的CFD模型。
[0148]計算結(jié)果.美國臨時專利申請第61/602，841號中的圖后所附表格提供了說明本發(fā)明實施方案的可行性的計算結(jié)果。
【具體實施方式】
[0149]專用地?zé)峁軤罘磻?yīng)器(水解、解聚、脫羧，和熱降解)
[0150]井下溫度和壓力的存在引起并維持了水-地?zé)岱磻?yīng)及熱解聚，其在土壤內(nèi)產(chǎn)生可用的地?zé)崮?。將隨著深度變化的基巖溫度用作參考溫度驅(qū)動力。將對套管中裝滿未經(jīng)受強制循環(huán)的水的管狀解聚反應(yīng)器區(qū)段進(jìn)行建模。
[0151]水-地?zé)岱磻?yīng)器
[0152]
【權(quán)利要求】
1.一種用在從有機材料制造燃料的燃料制造過程中的地下反應(yīng)器，其包括: 將有機材料注入地下的第一導(dǎo)管； 收集由所述地下反應(yīng)器產(chǎn)生的反應(yīng)后有機材料的第二導(dǎo)管； 提取待用于給所述燃料制造過程中使用的裝備提供動力的熱量的熱交換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括將來自所述熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給所述燃料制造過程中使用的裝備提供動力的有機朗肯循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其中所述燃料制造過程中使用的裝備由從所述熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其中所述裝備包括泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其中所述泵使熱交換流體循環(huán)從而使反應(yīng)帶維持在所需溫度。
6.一種用在從有機材料制造燃料的燃料制造過程中的地下反應(yīng)器，其包括: 將有機材料注入地下的第一導(dǎo)管； 收集由所述地下反應(yīng)器產(chǎn)生的反應(yīng)后有機材料的第二導(dǎo)管；以及 使熱交換流體在閉
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括提取待用于給所述燃料制造過程中使用的裝備提供動力的熱量的熱交換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括將來自所述熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給所述燃料制造過程中使用的裝備提供動力的有機朗肯循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反應(yīng)器，其中所述裝備包括所述泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反應(yīng)器，其中所述燃料制造過程中使用的裝備由從所述熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料為生物質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下反應(yīng)器，其中所述生物質(zhì)為藻類。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料為聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料為固體廢料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料通過液化起反應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料通過熱化學(xué)反應(yīng)起反應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述有機材料通過水熱過程起反應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中所述第二導(dǎo)管在所述第一導(dǎo)管內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的地下反應(yīng)器，其中所述第一導(dǎo)管的底部是閉合的，而所述第二導(dǎo)管的底部是敞開的。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的地下反應(yīng)器，其中所述第一導(dǎo)管在地下比所述第二導(dǎo)管深。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的地下反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括包封所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的套管。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的地下反應(yīng)器，其中所述套管與所述第一導(dǎo)管至少一樣深。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的地下反應(yīng)器，其中所述套管沒有所述第一導(dǎo)管深。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的地下反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括下至所述第一導(dǎo)管的深度的濾網(wǎng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的地下反應(yīng)器，其中所述套管為絕熱體。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的地下反應(yīng)器，其中所述絕熱體為水泥。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的地下反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括至少一個傳熱材料可通過其泵送的第三導(dǎo)管。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地下反應(yīng)器，其中所述傳熱材料為水。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的地下反應(yīng)器，其進(jìn)一步包括分離所述反應(yīng)器的產(chǎn)物流出物的油、氣體、水分離器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的地下反應(yīng)器，其中所述分離器在地面上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的地下反應(yīng)器，其中所述分離器在地面下。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地下反應(yīng)器，其中所述產(chǎn)物的一部分被儲存。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地下反應(yīng)器，其中所述產(chǎn)物的一部分用作使生物質(zhì)生長的食物。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地下反應(yīng)器，其中所述產(chǎn)物的一部分用于產(chǎn)生電。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地下反應(yīng)器，其中經(jīng)由熱交換產(chǎn)生電。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中至少所述第一導(dǎo)管是彎曲的。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下反應(yīng)器，其中至少所述第一導(dǎo)管是傾斜的。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的地下反應(yīng)器，其中至少所述第一導(dǎo)管分叉。
39.一種執(zhí)行高壓、高溫反應(yīng)的方法，其包括: (a)通過第一導(dǎo)管將有機材料運送到地下，其中向反應(yīng)帶中的所述有機材料施加足夠的壓力和溫度從而將所述有機材料轉(zhuǎn)化為燃料、烴或化學(xué)物； (b)通過第二導(dǎo)管將所述燃料、烴或化學(xué)物抽提上來；以及 使熱交換流體在閉合環(huán)路中循環(huán)從而使所述反應(yīng)帶維持在所需溫度。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其進(jìn)一步包括使用熱交換器提取待用于給所述轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力的熱量。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述燃料制造過程中使用的裝備由從所述熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其進(jìn)一步包括使用有機朗肯循環(huán)將來自所述熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給所述轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述裝備包括所述泵。
44.一種執(zhí)行高壓、高溫反應(yīng)的方法，其包括: (a)通過第一導(dǎo)管將有機材料運送到地下，其中向反應(yīng)帶中的所述有機材料施加足夠的壓力和溫度從而將所述有機材料轉(zhuǎn)化為燃料、烴或化學(xué)物； (b)通過第二導(dǎo)管將所述燃料、烴或化學(xué)物抽提上來；以及 (C)使用熱交換器提取待用于給所述轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力的熱量。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其進(jìn)一步包括使熱交換流體在閉合環(huán)路中循環(huán)從而使所述反應(yīng)帶維持在所需溫度。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其進(jìn)一步包括使用有機朗肯循環(huán)將來自所述熱交換器的熱量轉(zhuǎn)化成能量從而給所述轉(zhuǎn)化過程中使用的裝備提供動力。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述裝備包括所述泵。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述燃料制造過程中使用的裝備由從所述熱交換器提取能量的設(shè)備直接驅(qū)動。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中可通過增加或減小管狀反應(yīng)器深度來調(diào)節(jié)壓力。
50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其進(jìn)一步包括將傳熱材料運送到地下。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括通過調(diào)節(jié)循環(huán)速率來控制所述傳熱材料的溫度。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括通過升高或降低所述有機材料的溫度來控制所述傳熱材料的溫度。
53.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括在將所述傳熱材料運送到地下之前壓裂所述巖石。
54.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述傳熱材料從地下運送到熱交換器中。
55.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述傳熱材料從地下運送到有機朗肯循環(huán)中。
56.根據(jù)權(quán)利 要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述產(chǎn)物分離成油、氣體和水基溶液。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其進(jìn)一步包括運送所述水基溶液用于生物質(zhì)生長。
58.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將所述能量用于干燥熱交換器。
59.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將所述能量用于產(chǎn)生電。
60.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將所述能量用于產(chǎn)生機械能。
61.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括燃燒煙氣產(chǎn)物并將所述能量用于產(chǎn)生熱量。
62.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其進(jìn)一步包括運送所述第二導(dǎo)管的流出產(chǎn)物的一部分來喂養(yǎng)生物質(zhì)。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其中所述生物質(zhì)為藻類。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其中所述流出產(chǎn)物的一部分包含二氧化碳。
65.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述產(chǎn)物的一部分用作用于蒸餾過程的給料。
66.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述產(chǎn)物的一部分用作用于熱解過程的給料。
67.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述巖石剝落。
【文檔編號】C12P5/00GK103608449SQ201280028299
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月3日
【發(fā)明者】布蘭頓·伊格萊西亞斯 申請人:杜蘭教育基金管委會