[发明专利]用于通过气化干燥的含碳原料，接着进行氧化将热能提供给热处理系统的方法和系统及操作所述系统的设备

说明书

技术领域

本发明包括用于从原料热处理系统供应热能的方法。本发明还包括执行所述方法的系统以及包括所述系统的原料热处理设备。 

背景技术

为了其干燥/脱水和/或为了获得特定的特性对湿和/或干原料和/或制造的产物进行热处理是本行业中不同人员熟知的并且成为规范。 

湿材料的热处理一方面需要处理气流，也称为载热气体，并且另一方面，需要执行该处理所需要的热能，通过处理气流将所述热能传递给有待处理的原料。 

最广泛使用的处理气流是热空气、未完全燃烧的气体、水蒸气或除了将它的热容量传送和散布给有待处理的介质之外无其他目的的任何加热气体。由于它的性质，例如对于大多数处理介质的化学稳定性以及中性，以及自然地用含碳物质开发的特定相互作用，更具体地在这些相互作用的特定条件下（温度、压力、水蒸气饱和度等）当含碳物质是湿的时，二氧化碳（CO₂）是重要的开发目标，例如用于对含碳物质进行热处理的加热气体。 

通过通常称为“热介质”的方式来提供处理原料所需要的热能。所述热处理方法和系统依赖于热能的外部供应。 

最近几年来，已经开发了用于原料热处理的许多方法用来通过它们的有氧燃烧（oxycombustion）来同时产生加热气体CO₂以及来自含碳干物质的用于处理所需要的热量。另一方面，所述有氧燃烧生成CO₂气流以及完成热处理所需要的热能。 

然而，这些方法和系统再次依赖于氧的连续流。 

总之，现有方法和系统依赖于： 

-该处理所需要的热能的连续外部供应； 

-或有氧燃烧所需要的氧的连续外部供应。 

然而，这些方法和系统需要较高能量并且对环境具有负面影响。 

发明内容

本发明的一个目的是避免所提到的不便之处。 

本发明的另一个目的是提供了消耗较少能量用于供应原料热处理系统的方法和系统。 

本发明的另一个目的是提出了热处理系统的供应方法和系统，从而可以使所述系统摆脱维持连续的外部供应。 

最后，本发明的一个目的是提出了热处理系统的供应方法和系统，以减少这种系统对环境的负面影响。 

本发明可以通过将热能供应到原料热处理系统上的方法来实现所述目的，所述方法包括重复下面步骤至少一次： 

-在一个第一所谓的气化反应器中用包含高温CO₂的气化气流以及氧（O₂）来气化含碳干原料，所述气化作用提供了包含CO₂、一氧化碳（CO）和氢（H₂）以及最后地水蒸汽（H₂O_g）的分子的第一气流； 

-在一个第二所谓的氧化反应器中通过氧化态的氧载体（MeO）来氧化在所述第一气流中存在的一氧化碳（CO）和氢（H₂）的所述分子，所述氧化反应提供了包含CO₂和水蒸气（H₂O_g）的高温的第二气流以及还原态的氧载体（Me）； 

-在一个第三所谓的活化反应器中用包含氧元素的气流来活化所述还原态的氧载体，所述氧化反应提供了氧化态的氧载体以及过量的热能； 

-将所述第二气流的热能和/或来自所述活化反应的所述过量热能的一部分提供给所述原料热处理系统；以及 

-用来自氧载体活化反应的过量热能的至少一部分来提高气化气流的温度从而将所述气化气流升温到气化温度。 

在本公开中： 

-气化气流是指用于气化干原料的CO₂气流； 

-处理气流是指热处理系统用于进行原料热处理的气流；并且 

-处理的载气流（carried gaseous flow）是指在处理原料负荷之后得到的在处理系统出口的处理气流。 

在本公开的这个步骤中，一旦本发明的方法仍然依赖于所述气化作用热需求所需要的O₂源，通过供应纯氧来进行干原料的气化作用。下面我们将进一步详细说明本发明的系统和方法如何摆脱对外部供氧的依赖。