[发明专利]一种抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学链燃烧还原态载氧体氧化再生的一种方法，尤其是涉及一种抑制载氧体颗粒烧结以及减少排烟热损失的方法。

背景技术

化学链燃烧是一种新的燃烧技术，燃料不直接与空气接触燃烧，而是通过载氧体在空气反应器（air reactor）和燃料反应器（fuel reactor）之间的循环交替反应，实现氧的转移，完成燃料化学能的转化过程，其原理是：使用金属氧化物作为载氧体，还原态的金属载氧体首先在空气反应器内和空气接触进行氧化反应，生成氧化态的金属载氧体，将空气中的氧置换出来，然后氧化态的金属载氧体进入燃料反应器，和燃料接触，进行还原反应，将氧化态的金属载氧体中氧置换出来，燃料反应器的气体产物为CO₂和H₂O（汽）冷凝后剔除H₂O得到纯净的CO₂；被还原的金属载氧体返回到空气反应器，和空气进行氧化反应，生成氧化态的金属载氧体，完成载氧体的再生。

在空气反应器内还原态的载氧体和空气进行的氧化反应是一个强烈的放热反应，生成的氧化态载氧体颗粒温度很高，会导致载氧体颗粒表面发生烧结，在其颗粒表面形成致密的表层，使得载氧体的化学反应活性降低甚至失活；另外，空气反应器排烟中氧气浓度较高，排气热损失大。因此，如何抑制载氧体再生过程中发生的高温烧结，维持载氧体反应活性，并降低空气反应器排烟热损失是实现化学链燃烧过程的关键，其技术有着广泛的社会效益和工业应用前景。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧的方法，可以达到抑制载氧体再生过程中发生的高温烧结，维持载氧体反应活性，并降低空气反应器排烟热损失。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧的方法，按照下述步骤完成的，首先将还原态载氧体通过进料管送至流化床空气反应器内反应燃烧；接着从旋风分离器2顶部的贫氧烟气出口抽取一部分贫氧烟气，和空气进口进入的空气混合后一并通入流化床空气反应器；料腿的出口排出再生载氧体颗粒；其中，所述的抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧装置包括流体床空气反应器和旋风分离器；所述的流体空气反应器下部连有进料管，流体空气反应器的底部开有空气进口；所述的旋风分离器的底部连有料腿，所述的旋风分离器的顶部设有贫氧烟气出口；所述的流体床空气反应器的上部与旋风分离器的上部连通。

更进一步的，所述贫氧烟气和空气的混合体积比例为1：4～1:10，能够控制流化床空气反应器内部的温度在900～1200℃范围内；使得流化床空气反应器内部的温度降低并可调。

有益效果：本发明采用贫氧烟气再循环技术，抽取一部分流化床空气反应器贫氧烟气出口的贫氧烟气，循环至流化床空气反应器底部的空气进口，与空气混合，形成贫氧空气，降低流化床空气反应器内反应气体的氧气浓度，有效地控制了流化床空气反应器内载氧体的氧化反应速率，抑制载氧体高温再生过程中温度急剧升高造成的表面烧结；而且，降低空气反应器出口贫氧烟气中的氧气含量，对应的排烟流量也降低了，从而减少了流化床空气反应器的排烟热损失。

附图说明

附图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示，一种抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧的方法，按照下述步骤完成的，首先将还原态载氧体通过进料管12送至流化床空气反应器1内反应燃烧；接着从旋风分离器2顶部的贫氧烟气出口14抽取一部分贫氧烟气，和空气进口13进入的空气混合后，一并通入流化床空气反应器1；料腿21的出口排出再生载氧体颗粒；

其中，所述的抑制载氧体烧结和减少热损失的化学链燃烧装置包括流体床空气反应器1和旋风分离器2；所述的流体空气反应器1下部连有进料管12，流体空气反应器1的底部开有空气进口13；所述的旋风分离器2的底部连有料腿21，所述的旋风分离器2的顶部设有贫氧烟气出口14；所述的流体床空气反应器1的上部与旋风分离器2的上部连通。