Supercritical Water Gasification: A Patents Review

Abstract

La gasificación de agua supercrítica (GASC) es una tecnología muy reciente que permite convertir aguas residuales orgánicas en un gas combustible con un alto contenido de hidrógeno e hidrocarburos ligeros. GASC implica el tratamiento de compuestos orgánicos en condiciones superiores a las que definen el punto crítico del agua (temperatura de 374°C y presión de 221 bar). Este proceso hidrotérmico, normalmente opera a temperaturas de 400 a 650°C y presiones de 250 a 350 bar, produce un efluente gaseoso con un alto contenido de hidrógeno. GASC se considera una tecnología prometedora para la conversión eficiente de aguas residuales orgánicas, principalmente biomasa húmeda, en gas combustible. Esta tecnología ha recibido amplia atención a nivel mundial, y muchos grupos de investigación han estudiado el efecto de las condiciones de operación, mecanismos de reacción, cinética, etc. Existen algunas revisiones recientes sobre los trabajos de investigación realizados en las últimas décadas, pero no hay información ni análisis de casi 100 patentes registradas en relación con esta nueva tecnología. Se ha completado una revisión del estado actual de las patentes y tecnologías del GASC basada en la Base de datos de patentes Espacenet. El objetivo de esta revisión fue fijar las nuevas perspectivas hacia la mejora de la eficiencia de esta tecnología. Se han publicado patentes sobre mejoras de procesos o dispositivos, así como sobre el uso de diferentes catalizadores. Más del 71% de estas patentes se publicaron desde 2009 y se espera un aumento sustancial en el número de patentes en la GASC en los próximos años. Uno de los aspectos más importantes donde la investigación resulta especialmente interesante es la integración de sistemas de recuperación de energías renovables con los procesos de GASC.

Supercritical water gasification (SCWG) is a very recent technology that allows conversion of organic wastewaters into a fuel gas with a high content of hydrogen and light hydrocarbons. SCWG involves the treatment of organic compounds at conditions higher than those that define the critical point of water (temperature of 374°C and pressure of 221 bar). This hydrothermal process, normally operated at temperatures from 400 to 650°C and pressures from 250 to 350 bar, produces a gas effluent with a high hydrogen content. SCWG is considered a promising technology for the efficient conversion of organic wastewaters, mainly wet biomass, into fuel gas. This technology has received extensive worldwide attention, and many research groups have studied the effect of operation conditions, reaction mechanisms, kinetics, etc. There are some recent reviews about the research works carried out in the last decades, but there is no information or analysis of almost 100 patents registered in relation with this new technology. A revision of the current status of SCWG patents and technologies has been completed based on the Espacenet patent database. The objective of this revision was to set down the new perspectives toward the improvement of this technology efficiency. Patents have been published with regard to process or device improvements as well as to the use of different catalysts. More than 71% of these patents were published since 2009, and a substantial climb in the number of patents on SCWG is expected in the coming years. One of the most important aspects where research is particularly interesting if the integration of renewable energy recovery systems with SCWG processes.