[实用新型]一种化学链燃烧系统

说明书

本实用新型涉及能源领域的燃烧技术，尤其是一种低灰分固体燃料的化学链燃烧技术的化学链燃烧系统，包括空气反应器、气固分离器A、返料器、载氧体仓、燃料反应器、气固分离器B以及固固分离器、燃料仓；空气反应器物料出口与气固分离器A物料进口连接，气固分离器A第一物料出口与返料器物料进口连接，返料器与燃料反应器连接；燃料反应器与气固分离器B连接，气固分离器B与固固分离器连接，固固分离器分别与燃料反应器连接、空气反应器连接。本实用新型实现了被还原的载氧体和循环灰颗粒物料的高效分离，实现低灰分固体燃料的高效燃烧和CO₂的高效分离，空气反应器中反应后排放的烟气中CO₂含量由现有技术的8％以上降至2％以下。

技术领域

本实用新型涉及能源领域的燃烧技术，尤其是一种低灰分固体燃料的化学链燃烧技术。

背景技术

二氧化碳是诸多潜在的温室效应气体中影响最大的温室气体，如何减排二氧化碳已经成为今后人类可持续发展的主要内容之一。化学链燃烧(Chemical LoopingCombustion，简称CLC)是国际公认的具有重要前景的CO₂减排技术之一。它的基本原理是燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体在两个反应器之间的循环交替反应来实现燃烧过程：一方面在空气反应器中利用载氧体分离空气中的氧，另一方面在燃料反应器中由载氧体将空气中的氧传递到燃料中，进行燃料的燃烧。由于燃烧过程中，燃料与空气没有直接接触，燃烧产物只有二氧化碳和水蒸汽，利用简单的冷却装置就可以分离出CO₂，从而实现CO₂的富集，因此是一种清洁燃烧方式。

化学链燃烧系统主要包括2个反应器，即燃料反应器和空气反应器。金属氧化物作为氧载体在两个反应器中循环，实现氧和能量的转移。到目前为止，采用气体燃料或液体燃料的CLC工艺和载氧体研究比较成熟，而固体燃料颗粒CLC的研究尚处于起步阶段，基于气体和液体燃料直接转化到低灰分固体燃料(如石油焦、生物质、高挥发分褐煤等)的各种工艺路线都存在不少问题。如来自燃料反应器的还原态的载氧体与半焦、循环灰等物料进入空气反应器，半焦和循环灰将进一步与空气直接发生化学反应，生成大量的CO₂气体，且产生更多的能量，造成空气反应器炉膛超温、结焦等问题；与此同时，空气反应器出口烟气中含有大量CO₂气体，极大的降低了CO₂分离的效果。

因此如何实现固体燃料颗粒与载氧体的良好接触和反应，实现灰分或半焦等反应产物与载氧体的高效分离，实现载氧体在燃料反应器、空气反应器之间良好的传热传质过程，是当前化学链技术面临的关键问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现灰分或半焦等燃料反应器反应产物与载氧体的高效分离的化学链燃烧系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种化学链燃烧系统，包括空气反应器、气固分离器A、返料器、载氧体仓、燃料反应器、气固分离器B以及固固分离器、燃料仓；所述的空气反应器物料出口与气固分离器A物料进口连接，所述气固分离器A第一物料出口与返料器物料进口连接，所述返料器物料出口与燃料反应器物料第一进口连接；所述燃料反应器物料出口与气固分离器B物料进口连接，所述气固分离器B物料第一出口与固固分离器物料进口连接，所述固固分离器物料第一出口与燃料反应器物料第二进口连接，所述固固分离器物料第二出口与空气反应器物料第一进口连接；所述载氧体仓与空气反应器物料第二进口连接，所述燃料仓与燃料反应器物料第三进口连接。

优选的，所述的气固分离器A物料第二出口设有放空管道。

优选的，所述的气固分离器A物料第二出口与放空管道之间设有空气反应器换热器。

优选的，所述气固分离器B物料第二出口设有放空管道。

优选的，所述气固分离器B物料第二出口与放空管道之间设有燃料反应器换热器。