本公開內容涉及具有減少的碳排放的催化劑再生器。背景再生的和加熱的催化劑用于眾多化學處理系統。用于再生催化劑或“再活化”催化劑的常規技術使用化石燃料以產生再活化催化劑所必需的熱。本公開內容解決對減少使用化石燃料來再活化催化劑的再生器的需求，以及現有技術的其他需求。概述在多個方面，本公開內容提供一種用于將廢催化劑再生為具有預定的焓的再活化的催化劑的系統。所述系統可以包括：反應器，其被配置為產生廢催化劑；再生器，其被配置為再生來自反應器的廢催化劑；以及使用電能的加熱器，其被配置為將廢催化劑的焓選擇性地增加至預定的焓，加熱器具有多個至少部分浸入廢催化劑的能量發射部件。在多個方面，本公開內容提供一種用于將廢催化劑再生為具有預定的焓的再活化的催化劑的方法。所述方法可以包括以下步驟：在反應器中產生廢催化劑；在再生器中接收廢催化劑；將加熱器的多個能量發射部件至少部分浸入廢催化劑中；和選擇性地運行加熱器以將廢催化劑的焓增加至預定的焓。應理解的是，本公開內容的某些特征已被相當寬泛地概括，以便可以更好地理解下文的其詳細描述，并且以便可以認識到對現有技術的貢獻。當然，還有另外的公開內容的特征將在下文中描述，并且在一些情況下其將構成本文所附權利要求的主題。附圖簡述為了詳細理解本公開內容，應結合附圖參考以下詳細描述，其中相同的元件被賦予相同的附圖標記，并且其中：圖1示意性地圖示說明根據本公開內容的一個實施方案的再生器的非限制性實施方案，其使用外部加熱器；以及圖2示意性地圖示說明根據本公開內容的一個實施方案的再生器的非限制性實施方案，其使用內部加熱器；圖3示意性地圖示說明根據本公開內容的一個實施方案的再生器的另一個非限制性實施方案，其使用外部加熱器；以及圖4a和圖4b示意性地圖示說明根據本公開內容的一個實施方案的加熱器的能量發射部件。詳述在多個方面，本公開內容提供用于再活化在處理系統中循環的催化劑的系統和相關方法。在某些實施方案中，本公開內容提供與僅使用化石燃料來產生熱的再生器相比具有減少的碳排放的再生器。本公開內容的具體實施方案在附圖中示出，并且將在本文中進行詳細描述，應理解，本公開內容應被視為公開內容的原理的示例，并非旨在將公開內容限制于本文所說明和所描述的內容。首先參考圖1，其示意性地示出根據本公開內容的再生器100的非限制性實施方案，再生器100可并入處理系統。再生器100可經由立管104從反應器（未示出）接收廢催化劑10，并經由出口108輸出再活化的催化劑106。“再活化的”是指催化劑已被加熱至預定值或“預定的焓”，以用于反應器（未示出）中。預定的焓可以基于反應器（未示出）中所需的熱，用以使一個或多個期望的化學反應發生。預定的焓可以用‘值’來定義，所述‘值’是單個值、值的范圍以及上限或下限。“再活化的”還指焦炭，如果存在的話，已從催化劑顆粒上被燒掉。再活化廢催化劑所需的能量將被稱為再活化能。再生器100包括容器110，其在內部114中容納分離系統112。分離系統112可以是被配置為將氣體與固體分離的旋風分離裝置。內部114內的氣體可以經由煙氣室（flue?gasplenum）116離開。在一些實施方案中，出口108可以與催化劑汽提器118流體連通，催化劑汽提器118將再活化的催化劑循環至反應器（未示出）。空氣可以經由入口119吹入內部114中，以保持催化劑的流化和循環，并且可能的話，燒掉催化劑顆粒上的焦炭，如果存在的話。全文中使用的術語“廢催化劑”是指處于再活化過程的任何階段的催化劑。在一些實施方案中，再活化過程直到催化劑進入反應器才完成。在其他實施方案中，再活化過程在催化劑經由出口108離開后完成。根據當前的教導，再生器100如果需要可使用電能以選擇性地增加由廢催化劑形成的催化劑主體（catalyst?body）的焓。再生器100可在多種運行模式下運行。在一種模式下，再生器100僅使用電能將催化劑主體的焓增加至預定的焓。在另一種模式下，再生器100通過結合使用電能與一種或多種非電能源，諸如催化劑上的焦炭沉積物的燃燒和/或補充燃料源，將焓增加至預定的焓。在再一種模式下，再生器100可以僅使用一種或多種非電能源。例如，在一些情況下，焦炭沉積物的燃燒可以供應獲得預定的焓所需的全部焓。因此，“選擇性地增加”是指再生器可具有幾種運行模式，可根據需要選擇所述運行模式以獲得預定的焓。在一個非限制性實施方案中，工作人員可以監測運行參數，諸如溫度、流速和/或壓力，并手動啟動開關或其他裝置以選擇通過再生器100增加焓。在另一個非限制性實施方案中，適當編程的處理器可以接收來自傳感器例如溫度計的信號，并自主選擇或取消選擇通過再生器100增加熱。在一些實施方案中，電能可利用可再生能源（例如，風能、太陽能、水力發電、潮汐能、地熱能等）產生。在其他實施方案中，電能可利用低碳/無碳能源（例如，氫能、核能等）產生。在另一些實施方案中，電能可利用烴基燃料產生。在一種布置中，一個或多個使用電能的加熱器130可位于容器110的外部。加熱器130可采用“殼管式”構造。如所示的，加熱器130可包括殼132，其中設置有能量發射部件134的陣列。能量發射部件134可使用合適的控制系統136和電源137供能。電源137可以是可再生電源或如前所述的常規電源。來自容器110的催化劑經由合適的入口138進入殼132，并沿能量發射部件134向下流動。在殼132的底部處或殼132的底部附近，流化劑諸如蒸氣或空氣經由集管（header）或其他入口140被注入殼132中。當催化劑向下流動至出口144時，流化劑向上流動至氣體出口142。在一些實施方案中，催化劑密度可在35至40磅/立方英尺的范圍，蒸氣表觀速度可在0.2至0.4英尺/秒的范圍。在其他實施方案中，催化劑密度可在25至50磅/立方英尺的范圍，蒸氣表觀速度可在0.1至0.8英尺/秒的范圍。在其他實施方案中，催化劑密度可在15至60磅/立方英尺的范圍，蒸氣表觀速度可在0.01至1.5英尺/秒的范圍。盡管示出一個殼132，但應當理解，也可以使用多個殼。在一些實施方案中，能量發射部件134可以是電加熱部件，或者包括電加熱部件。也就是說，能量發射部件124可以直接或間接地加熱催化劑。應注意的是，在運行過程中，能量發射部件134浸入催化劑的主體中。浸入是指至少部分被催化劑包圍。因此，能量發射部件134可以在催化劑主體內在多個方向和多個位置發射能量，此處為熱能。在其他實施方案中，能量發射部件134可以利用其他能量傳輸介質，諸如紅外線或感應。參見圖2，其示意性地示出根據本公開內容的另一種非限制性再生器100。再生器100可從反應器12接收廢催化劑10，并經由出口108輸出再活化的催化劑106。如在前面所討論的實施方案中那樣，再生器100包括容器110，容器110在內部114中容納分離系統112。分離系統112可以是被配置為將氣體與固體分離的旋風分離裝置。內部114內的氣體可經由煙氣室116離開。出口108可與催化劑汽提器118流體連通，催化劑汽提器118將再活化的催化劑循環至反應器12。如前所述，術語“廢催化劑”是指處于再活化過程的任何階段的催化劑。再生器100可被配置為使用電能來再活化廢催化劑。在該實施方案中，可在容器110的內部設置使用電能的加熱器130。加熱器130可使用如前面所描述的能量發射部件134的陣列。能量發射部件134可使用合適的控制系統136/電源137進行供能，如前面所描述的。在容器110的底部處或在容器110的底部附近，經由集管或其他入口140注入流化劑，諸如蒸氣或空氣。如在圖1的實施方案中那樣，能量發射部件134被浸入催化劑主體中，所述催化劑主體可以是鼓泡床/快速流化床。參考圖3，其示意性地示出根據本公開內容的另一非限制性再生器100。再生器100可經由管線14從反應器12接收廢催化劑10，并將再活化的催化劑106輸出至催化劑汽提器（未示出），如果存在的話。出于本公開內容的目的，反應器12是通過使催化劑與一種或多種進料反應形成廢催化劑的任何結構。再活化的催化劑106經由管線16返回至反應器12。再生器100可以如前所述地進行配置。具體而言，使用電能的加熱器130可以位于再生器100的容器110的外部，并如結合圖1實施方案所描述地進行配置。在未示出的另外的其他變型中，再生器可采用反向混合流（back-mix?flow）使用電能的外部加熱器布置。在這樣的布置中，再生器不具有單獨的催化劑入口和出口。而是，催化劑從所述催化劑進入再生器的同一通道離開。參考圖4a-4b，其示出根據本公開內容的各種非限制性能量發射部件134的陣列。圖4a為外殼150的示意立視圖。能量發射部件134可位于外殼150內或其他合適的位置，外殼150可以是殼132（圖1）、容器112（圖2）、流體管線，例如管線16（圖3）。任選地，能量發射部件134可懸掛于合適的結構，諸如板152。如果需要，可以使用入口154將催化劑進料到板152下方。可以使用合適的控制系統136和電源137（圖1）為能量發射部件134供能。應當理解，能量從所述部件向外發射到催化劑主體10中，并且能量沿所定義的軸向長度施加。因此，能量沿催化劑主體10的軸向長度施加，并且還沿催化劑主體10徑向地施加。圖4b為外殼150的示意端視圖。在該實施方案中，能量發射部件134與催化劑（未示出）的流動平行定位。也就是說，能量發射部件134與外殼150中的催化劑（未示出）的流動以大致共線的關系縱向延伸。因此，應注意的是，能量發射部件134不限于任何特定的幾何結構、形狀或布置。此外，能量發射部件134的陣列可以分布在整個再生器100中（圖1和圖3）或者再生器100的下游的其他位置（圖1和圖3）。在整個權利要求書中所使用的詞語“包括（comprising）”和“包括（comprises）”分別應解釋為指“包括但不限于（including?but?not?limited?to）”和“包括但不限于（includes?but?not?limited?to）”。就本文所使用的程度而言，“基本上”一詞應指“大部分但不完全是所指定的”。如本文所使用的單數形式“一（a）”、“一（an）”和“所述（the）”旨在也包括復數形式，除非上下文另有明確說明。就本文所使用的程度而言，涉及給定參數的術語“約”包括規定的值，并且具有由上下文所規定的含義（例如，其包括與給定參數的測量相關的誤差程度）。就本文所使用的程度而言，術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意和所有組合。出于說明和解釋的目的，前述描述針對本公開內容的具體實施方案。然而，對于本領域技術人員明顯的是，在不脫離公開內容的范圍的情況下，可以對上面闡述的實施方案進行許多修改和改變。以下權利要求旨在被解釋為涵蓋所有這樣的修改和改變。
背景技術：
技術實現思路