[发明专利]通过原位产生氧气、化学循环燃烧和气化的联合能量和/或合成气制备方法

权利要求书

1.一种通过在至少一个化学循环中使至少一种液体和/或固体进料气化，从而产生热量以及/或者制得合成气的方法，所述化学循环包括至少四个不同的反应区：氧化反应区、还原反应区、气化反应区和氧气产生反应区，其中：

a)在氧气产生反应区R2中使处于其最高氧化态的金属氧化物接触具有低氧气分压的气体气氛，从而产生氧气，所述具有低氧气分压的气体气氛由包含还原流出物的载气组成；

b)利用所述载气将步骤a)制得的氧气输送到气化反应区R4，通过在高温下使所述富含氧气的载气与液体和/或固体进料接触，使所述进料气化，以制备合成气CO+H₂；

c)在还原反应区R3中进行所述氧载体固体的还原，从而释放氧气，以使合成气氧化，所述还原反应区内的还原反应是放热的；

d)在氧化反应区R1中，所述已经至少部分还原以为系统提供氧气的氧载体固体在与空气接触的时候被氧化，从而回复到其最高氧化态，

所述反应提供的热量，包括所述氧化反应区R1和所述还原反应区R3提供的热量，用来使所述方法可进行需要能量的操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，在加压下制备合成气，在步骤c)中的氧载体固体还原之前，使制得的气体进行膨胀。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少部分的所述制得的合成气用于所述方法，用来提供操作所需的热量，有可能用来提供多余的热量，该多余的热量可进行质量升级。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将至少部分的所述合成气送到还原反应区。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将全部的所述合成气送到所述还原反应区。

6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，至少部分的所述制得的合成气在气化反应区的出口处进行质量升级。

7.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体和/或固体进料选自煤炭、石油焦炭或者其中少于10％的进料的沸点低于340℃的液体进料。

8.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述还原反应区、氧化反应区和氧气产生反应区是位于单个反应器内的不同的反应区。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应器是旋转式反应器。

10.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述还原反应区、氧化反应区和氧气产生反应区位于不同的反应器内。

11.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过在反应区内或在气态流出物上的热交换，回收可以向外输出的多余的能量。

12.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-在所述氧化反应区R1的出口处，所述金属氧化物剩余的转移能力分数X为0.8-1；

-在所述还原反应区R3的出口处，所述剩余的转移能力分数X为0-0.3；

-在氧气产生区R2内的总的转移能力分数ΔX为0.01-1。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：

-在所述氧化反应区R1的出口处，所述金属氧化物剩余的转移能力分数X为0.95-1；

-在所述还原反应区R3的出口处，所述剩余的转移能力分数X为0-0.1；

-在氧气产生区R2内的总的转移能力分数ΔX为0.05-0.5。

14.如以上权利要求中任一项所述的方法用来产生热量的应用。

15.如以上权利要求1-13中任一项所述的方法用来在加压下制备合成气的应用。