專利名稱：一種集成化學(xué)鏈燃燒與CO₂捕集的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法和裝置，特別是涉及一種基于 Ni0/N1-CaC03/Ca0雙循環(huán)煤炭利用與CO2捕集的方法和裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展需要依賴能源的支撐，但傳統(tǒng)能源利用過程中，在獲得能 量的同時會產(chǎn)生大量的溫室氣體，導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，CO2又是最重要的溫室氣體，加強二氧 化碳的捕集和封存顯得尤其重要，迫切需要研究和發(fā)展新型的清潔高效能源利用方式。化 學(xué)鏈燃燒不同于傳統(tǒng)的直接燃燒技術(shù)，避免了燃料與空氣的直接接觸，通過載氧體將空氣 中的氧間接傳輸給燃料，無需在分離和回收CO2時消耗大量的能量，可以提高系統(tǒng)的效率。 化學(xué)鏈燃燒的燃料來源于固體燃料煤炭，煤炭仍然是我國主要的能量來源，也是存量最豐 富的能源，以煤為主的能源格局在將來不會改變。煤炭經(jīng)水蒸氣和氧氣部分氣化后產(chǎn)生的 水蒸氣用于化學(xué)鏈燃燒，化學(xué)鏈燃燒對外輸出能量，未氣化的固體以焦炭的形式存在，用于 煙氣中CO2的捕集，實現(xiàn)傳統(tǒng)燃煤電站煙氣中低濃度的CO2的捕集，將煤炭的能量充分利用 起來，也是高效清潔利用煤炭資源的方式之一。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種集成化學(xué)鏈燃燒與捕集CO2的方法與裝置，本發(fā)明在 利用化學(xué)鏈燃燒技術(shù)獲得能量的同時能夠有效的分離出煙氣中的co2。
技術(shù)方案本發(fā)明的集成化學(xué)鏈燃燒與捕集CO2的方法，煤經(jīng)螺旋給料器進入氣 化反應(yīng)器，所述氣化反應(yīng)器的溫度控制在1000 1200°C，在氣化反應(yīng)器的底部通入水蒸氣 和氧氣，所述水蒸氣的溫度為400 500°C，氣化反應(yīng)器處于鼓泡流態(tài)化，氣化反應(yīng)產(chǎn)生水 煤氣，水煤氣的主要成分為CO和H2 ;水煤氣經(jīng)布風(fēng)板進入化學(xué)鏈燃燒的燃料反應(yīng)器內(nèi)，從 燃料反應(yīng)器頂部的出氣口一次性加入NiO，燃料反應(yīng)器處于鼓泡流態(tài)化，溫度穩(wěn)定在900 9500C，NiO被CO和H2還原為Ni，CO和H2分別被NiO氧化為CO2和水蒸氣，CO2和水蒸氣從 燃料反應(yīng)器上部的出氣口逸出，經(jīng)冷凝可以得到純凈的CO2 ；Ni經(jīng)第一返料器進入空氣返料 器，所述空氣反應(yīng)器的溫度為950 1000°C，從空氣反應(yīng)器的底部通入空氣，Ni被空氣氧 化成NiO，空氣轉(zhuǎn)變?yōu)樨氀蹩諝?，反?yīng)放出大量的熱，經(jīng)第一旋風(fēng)分離器分離，貧氧空氣從第 一旋風(fēng)分離器上部的貧氧空氣出口排出，NiO經(jīng)第二返料器返回燃料反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)載氧體 NiO/Ni的循環(huán)；
氣化反應(yīng)器內(nèi)不能完全氣化的固體以焦炭的形式存在，焦炭經(jīng)第三返料器進入煅 燒反應(yīng)器內(nèi)，所述煅燒反應(yīng)器的溫度為900 1000°C，將CaCO3加入煅燒反應(yīng)器，從煅燒反 應(yīng)器的底部通入O2，焦炭與O2燃燒放熱，CaCO3受熱分解為CaO和CO2,經(jīng)第二旋風(fēng)分離器分 離，CO2從第二旋風(fēng)分離器頂部的CO2出口排出；CaO從第二旋風(fēng)分離器的底部排出，并經(jīng)第 四返料器進入碳酸化反應(yīng)器，碳酸化反應(yīng)器溫度控制在650 700°C，在碳酸化反應(yīng)器的底 部通入CO2體積分數(shù)為10 15%的煙氣，CaO吸收煙氣中的CO2產(chǎn)生CaCO3,經(jīng)第三旋風(fēng)分離器分離，不含CO2的煙氣從第三旋風(fēng)分離器上部的煙氣出口逸出，實現(xiàn)CO2的捕集，CaCO3 經(jīng)第五返料器返回到煅燒反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)Ca0/CaC03的循環(huán)。
本發(fā)明方法中，燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器內(nèi)放置有載氧體NiO和Ni，煅燒反應(yīng)器 和碳酸化反應(yīng)器內(nèi)放置有CaCO3和CaO。
本發(fā)明的實現(xiàn)上述的集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法的裝置，由化學(xué)鏈燃燒單 元和CO2捕集單元組成，化學(xué)鏈燃燒單元包括空氣反應(yīng)器、從下至上依次連接設(shè)置的氣化反 應(yīng)器、布風(fēng)板和燃料反應(yīng)器、與氣化反應(yīng)器下段一側(cè)連接的螺旋給料器、連接空氣反應(yīng)器下 段與燃料反應(yīng)器下段的第一返料器、連接空氣反應(yīng)器上部的第一旋風(fēng)分離器、連接第一旋 風(fēng)分離器底端與燃料反應(yīng)器中段的第二返料器，以及與氣化反應(yīng)器連接的第三返料器，空 氣反應(yīng)器的底端還設(shè)置有空氣進口，第一旋風(fēng)分離器的頂端設(shè)置有貧氧空氣出口，燃料反 應(yīng)器的頂端設(shè)置有出氣口，氣化反應(yīng)器的底端設(shè)置有水蒸氣進口和第一 O2進口 ；
CO2捕集單元包括煅燒反應(yīng)器、碳酸化反應(yīng)器、與煅燒反應(yīng)器上部連接的第二旋風(fēng) 分離器、與碳酸化反應(yīng)器上部連接的第三旋風(fēng)分離器、連接煅燒反應(yīng)器與第三旋風(fēng)分離器 底端的第五返料器，以及連接碳酸化反應(yīng)器與第二旋風(fēng)分離器底端的第四返料器，煅燒反 應(yīng)器底端還設(shè)置有第二 O2進口，第二旋風(fēng)分離器頂端設(shè)置有CO2出口，第三旋風(fēng)分離器頂端 設(shè)置有煙氣出口，碳酸化反應(yīng)器底端設(shè)置有煙氣進口，煅燒反應(yīng)器的下端還與第三返料器 連接，從而將化學(xué)鏈燃燒單元和CO2捕集單元連結(jié)為一體。
本發(fā)明的實現(xiàn)上述的集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法的裝置，布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)與 實用新型專利“使用雙層流化床制取氫氣的裝置”(公告號CN201512409U)中的布風(fēng)板的 結(jié)構(gòu)相同，布風(fēng)板包括本體和設(shè)置在所述本體上的風(fēng)帽，風(fēng)帽上開有風(fēng)帽小孔，氣化反應(yīng)器 產(chǎn)生的水煤氣可經(jīng)風(fēng)帽小孔進入燃料反應(yīng)器內(nèi)，而燃料反應(yīng)器中的NiO和Ni不能進入氣化 反應(yīng)器內(nèi)，將氣化反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器分離開。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和顯著進步
(I)傳統(tǒng)的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)大多采用的是氣體燃料，氣體燃料與載氧體的化學(xué)反 應(yīng)速率快，氣體燃料的轉(zhuǎn)化率較高，但是固體燃料在自然界中的儲量遠大于氣體燃料，因此 開發(fā)和利用固體燃料的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)顯得尤為重要。煤的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，也需要先將 煤熱解、氣化產(chǎn)生合成氣后才能與載氧體進行化學(xué)鏈燃燒，在傳統(tǒng)的煤化學(xué)鏈燃燒技術(shù)中， 部分設(shè)計將煤氣化和燃料反應(yīng)器合二為一，煤炭以及氣化產(chǎn)生的水煤氣直接接觸載氧體， 雖然反應(yīng)器更加緊湊，但是負面效應(yīng)也很嚴重，氣化產(chǎn)生的灰分與載氧體的混合物一起排 出爐外，難以分離，不能實現(xiàn)載氧體的回收和利用，造成載氧體的大量損失，并且大多數(shù)金 屬載氧體價格昂貴，增加了系統(tǒng)的操作成本，另一方面，對金屬載氧體的后處理費用高，處 理不好將對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害；另一部分設(shè)計將煤氣化和燃料反應(yīng)器分離開來，設(shè)置煤 氣化和燃料反應(yīng)器兩個反應(yīng)器，即先煤氣化產(chǎn)生合成氣，合成氣再與載氧體進行化學(xué)鏈燃 燒，避免了煤氣化過程對載氧體的干擾，但是煤中活性差的焦炭沒有利用起來，造成大量的 能量損失，相比傳統(tǒng)的化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，本發(fā)明結(jié)合了煤氣化和燃料反應(yīng)器分離的優(yōu)勢，將 不能完全氣化的焦炭合理利用起來，用于捕集燃煤電站煙氣中含有的低濃度CO2，實現(xiàn)CO2 的捕集。
(2)在傳統(tǒng)含碳氣體燃料的化學(xué)鏈燃燒中，存在載氧體活性下降或者失活的現(xiàn)象， 這是因為載氧體的表面發(fā)生了積碳現(xiàn)象，積碳現(xiàn)象表現(xiàn)為含碳氣體化合物析出的碳堆積在載氧體的外表面，阻礙了氣體與載氧體的接觸，降低反應(yīng)速率，甚至造成載氧體的失活，積 碳反應(yīng)也被稱為“布多爾反應(yīng)”，化學(xué)方程式為
2C0=C+C02
本發(fā)明中氣化反應(yīng)器產(chǎn)生的水煤氣含有部分水蒸氣，即使發(fā)生積碳反應(yīng)，水蒸氣 與NiO/Ni表面上的碳反應(yīng)生成氣體產(chǎn)物CO和H2,反應(yīng)方程如下
C+H20=C0+H2
NiO的活性不會下降，化學(xué)反應(yīng)速率不受影響，同時從熱力學(xué)上，NiO/Ni幾乎不會 與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，不用考慮副反應(yīng)的影響。


圖1是本發(fā)明方法所采用裝置的流程和結(jié)構(gòu)示意圖中有1-1.空氣返料器；1-2.第一旋風(fēng)分離器；1-3.第二返料器；1-4.第一返 料器；1-5.螺旋給料器；1-6.燃料反應(yīng)器；1-7.布風(fēng)板；1-8.氣化反應(yīng)器；1-9.第三返料 器；2-1.煅燒反應(yīng)器；2-2.第四返料器；2-3.第二旋風(fēng)分離器；2-4.第三旋風(fēng)分離器；2_5. 第五返料器；2-6.碳酸化反應(yīng)器。
A.空氣進口 ；B.水蒸氣進口 ；C.第一 O2進口 ；D.第二 O2進口 ；E.煙氣進口 ；F.煙 氣出口 ；G. CO2出口 ；H.出氣口 ；1.貧氧空氣出口。
圖2是本發(fā)明方法所采用布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)示意a.風(fēng)帽；b.風(fēng)帽小孔。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1 :
本發(fā)明集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法，具體流程如下煤經(jīng)螺旋給料器1-5 進入氣化反應(yīng)器內(nèi)1-8，氣化反應(yīng)器1-8的溫度控制在1000 1200°C，在氣化反應(yīng)器1_8 的底部通入水蒸氣和氧氣，水蒸氣與氧氣的比例范圍為5 10kg/m3，水蒸氣的進口溫度為 400 50(TC，煤在水蒸氣與氧氣的氣氛下發(fā)生氣化反應(yīng)，氣化反應(yīng)產(chǎn)生水煤氣，水煤氣主 要成分為CO和H2 ;水煤氣經(jīng)布風(fēng)板1-7進入燃料反應(yīng)器1-6內(nèi)，燃料反應(yīng)器1-6的溫度為 900 950°C，從燃料反應(yīng)器1-6頂部的出氣口 H —次性加入NiO，布風(fēng)板1_7可使得NiO不 能進入氣化反應(yīng)器1-8內(nèi)，NiO與CO和H2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，NiO被CO和H2還原為Ni，CO 和H2分別被NiO氧化為CO2和水蒸氣，生成的CO2和水蒸氣從燃料反應(yīng)器1-6上部的出氣 口 H逸出，冷凝出水蒸氣，得到純凈的CO2 ;還原后的金屬Ni經(jīng)第一返料器1-4進入空氣返 料器1-1中，空氣反應(yīng)器1-1的溫度控制在950 1000°C，在空氣反應(yīng)器1_1的底部通入空 氣，Ni被空氣氧化生成NiO，空氣轉(zhuǎn)變?yōu)樨氀蹩諝?，?jīng)第一旋風(fēng)分離器1-2分離，貧氧空氣從 第一旋風(fēng)分離器1-2上部的貧氧空氣出口 I排出，NiO經(jīng)第二返料器1-3返回燃料反應(yīng)器 1-6內(nèi)，實現(xiàn)載氧體NiO/Ni的循環(huán)。
氣化反應(yīng)器1-8內(nèi)未完全氣化的焦炭經(jīng)第三返料器1-9進入煅燒反應(yīng)器2-1內(nèi)， 煅燒反應(yīng)器2-1溫度控制在900 1000°C，從煅燒反應(yīng)器2-1底部的第二 O2進口 D通入 O2，焦炭與O2完全燃燒生成CO2，放出大量的熱量，CaCO3受熱分解為CaO和CO2，氣固兩相產(chǎn)物經(jīng)第二旋風(fēng)分離器2-3分離，CO2從第二旋風(fēng)分離器2-3頂部的CO2出口 G排出，CaO從 第二旋風(fēng)分離器2-3的底部排出，并經(jīng)第四返料器2-2進入碳酸化反應(yīng)器2-6，碳酸化反應(yīng) 器2-6溫度控制在650 700°C，從碳酸化反應(yīng)器2_6底部的煙氣進口 E通入含有體積分數(shù) 為10 15%C02的煙氣，CaO吸收煙氣中的CO2生成CaCO3，氣固兩相經(jīng)第三旋風(fēng)分離器2_4 分離，不含CO2的煙氣從第三旋風(fēng)分離器2-4上部的煙氣出口 F逸出，CaCO3從第三旋風(fēng)分 離器2-4的底部排出，并經(jīng)第五返料器2-5返回到煅燒反應(yīng)器2-1內(nèi)，實現(xiàn)CO2鈣基吸收劑 CaC03/Ca0 的循環(huán)。
實施例2
本發(fā)明的裝置由化學(xué)鏈燃燒單元I和CO2捕集單元2組成，化學(xué)鏈燃燒單元I包括 螺旋給料器1-5、氣化反應(yīng)器1-8、布風(fēng)板1-7、燃料反應(yīng)器1-6、第一返料器1-4、空氣反應(yīng)器 1-1、第一旋風(fēng)分離器1-2、第二返料器1-3和第三返料器1-9 ；C02捕集單元2包括煅燒反應(yīng) 器2-1、第四返料器2-2、第二旋風(fēng)分離器2-3、第三旋風(fēng)分離器2-4、第五返料器2_5和碳酸 化反應(yīng)器2-6 ;氣化反應(yīng)器1-8、布風(fēng)板1-7和燃料反應(yīng)器1-6按從下到上的順序依次連接， 氣化反應(yīng)器1-8的底部設(shè)有水蒸氣進口 B和第一 O2進口 C，氣化反應(yīng)器1-8下段的一側(cè)與 螺旋給料器1-5連接，氣化反應(yīng)器1-8中段連接第三返料器1-9的上端，氣化反應(yīng)器1-8的 頂部通過布風(fēng)板1-7連接燃料反應(yīng)器1-6的底部；布風(fēng)板1-7的本體上設(shè)有風(fēng)帽a，風(fēng)帽上 開有風(fēng)帽小孔b，氣化反應(yīng)器1-8產(chǎn)生的水煤氣可通過風(fēng)帽小孔b進入燃料反應(yīng)器1-6，而 燃料反應(yīng)器1-6內(nèi)的NiO和Ni不能進入氣化反應(yīng)器1-8 ;燃料反應(yīng)器1-6的下段與第一返 料器1-4的上端連接，第一返料器1-4的下端連接空氣反應(yīng)器1-1的下段，空氣反應(yīng)器1-1 底部設(shè)有空氣進口 A，空氣反應(yīng)器1-1的上部連接第一旋風(fēng)分離器1-2，第一旋風(fēng)分離器1-2 的頂端設(shè)置有貧氧空氣出口 I，第一旋風(fēng)分離器1-2的底端經(jīng)第二返料器1-3連接燃料反應(yīng) 器1-6的中段，燃料反應(yīng)器1-6的頂部設(shè)有出氣口 H。
第三返料器1-9的下端連接煅燒反應(yīng)器2-1的下部，煅燒反應(yīng)器2-1底部設(shè)有第 二 O2進口 D，煅燒反應(yīng)器2-1的上部連接第二旋風(fēng)分離器2-3，第二旋風(fēng)分離器2-3的頂部 設(shè)有CO2出口 G，第二旋風(fēng)分離器2-3的底部通過第四返料器2-2連接碳酸化反應(yīng)器2-6的 下部；碳酸化反應(yīng)器2-6的底部設(shè)有煙氣進口 E，碳酸化反應(yīng)器2-6的上部連接第三旋風(fēng)分 離器2-4，第三旋風(fēng)分離器2-4的頂部設(shè)有煙氣出口 F，第三旋風(fēng)分離器2-4的底部經(jīng)第五 返料器2-5連接煅燒反應(yīng)器2-1的下部。
權(quán)利要求
1.一種集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法，該方法的具體流程如下煤經(jīng)螺旋給料器(1-5)輸送進入氣化反應(yīng)器(1-8)，所述氣化反應(yīng)器(1-8)的溫度控制在1000 1200°C，分別從氣化反應(yīng)器(1-8)底部的水蒸氣進口(B)和第一 O2進口(C)通入水蒸氣和氧氣，所述水蒸氣的溫度為400 500°C,氣化反應(yīng)器(1-8)處于鼓泡流態(tài)化，氣化反應(yīng)產(chǎn)生主要成分為CO和H2的水煤氣；所述水煤氣經(jīng)布風(fēng)板(1-7)進入化學(xué)鏈燃燒的燃料反應(yīng)器(1-6)內(nèi)，燃料反應(yīng)器(1-6)的頂部設(shè)有出氣口(H)，從出氣口(H) —次性加入NiO， 燃料反應(yīng)器(1-6)處于鼓泡流態(tài)化，燃料反應(yīng)器(1-6)的溫度控制在900 950°C，NiO被 CO和H2還原為Ni，C0轉(zhuǎn)化為C02，H2轉(zhuǎn)化為水蒸氣，CO2和水蒸氣從燃料反應(yīng)器(1_6)上部的出氣口(H)逸出，冷凝出水蒸氣后得到純凈的CO2 ；Ni經(jīng)第一返料器(1-4)進入空氣返料器(1-1)中，空氣反應(yīng)器(1-1)的溫度控制在950 1000°C，從空氣反應(yīng)器(1-1)底部的空氣進口(A)通入空氣，Ni在空氣中被氧化生成NiO，空氣轉(zhuǎn)變?yōu)樨氀蹩諝猓磻?yīng)放出大量的熱量，氣固兩相產(chǎn)物經(jīng)第一旋風(fēng)分離器(1-2)分離，貧氧空氣從第一旋風(fēng)分離器(1-2)上部的貧氧空氣出口(I)排出，NiO經(jīng)第二返料器(1-3)返回燃料反應(yīng)器(1-6)內(nèi)，實現(xiàn)載氧體 NiO/Ni的循環(huán)利用；氣化反應(yīng)器(1-8)內(nèi)未完全氣化的固體以焦炭的形式存在，焦炭經(jīng)第三返料器(1-9) 進入煅燒反應(yīng)器(2-1)內(nèi)，所述煅燒反應(yīng)器(2-1)溫度控制在900 1000°C JfCaCO3加入煅燒反應(yīng)器(2-1)，同時從煅燒反應(yīng)器(2-1)底部的第二 O2進口(D)通入02，焦炭與O2反應(yīng)生成CO2，放出大量的熱，CaCO3受熱分解為CaO和CO2，氣固兩相產(chǎn)物經(jīng)第二旋風(fēng)分離器 (2-3)分離后，CO2從第二旋風(fēng)分離器(2-3)頂部的CO2出口(G)排出，CaO從第二旋風(fēng)分離器(2-3)的底部排出，并經(jīng)第四返料器(2-2)進入碳酸化反應(yīng)器(2-6);所述碳酸化反應(yīng)器 (2-6)溫度控制在650 700°C，從碳酸化反應(yīng)器(2-6)底部的煙氣進口(E)通入CO2體積分數(shù)為10 15%的煙氣，CaO吸收煙氣中的CO2產(chǎn)生CaCO3，氣固兩相經(jīng)第三旋風(fēng)分離器(2-4) 分離后，不含CO2的煙氣從第三旋風(fēng)分離器(2-4)上部的煙氣出口(F)逸出，實現(xiàn)CO2的捕集，生成的CaCO3經(jīng)第五返料器(2-5)返回到煅燒反應(yīng)器(2-1)內(nèi)，實現(xiàn)Ca0/CaC03的循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法，其特征在于，所述燃料反應(yīng)器(1-6 )和空氣反應(yīng)器(1-1)內(nèi)放置有載氧體NiO和Ni，所述煅燒反應(yīng)器(2-1)和碳酸化反應(yīng)器(2-6)內(nèi)放置有CaCO3和CaO。
3.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法的裝置，其特征在于， 該裝置由化學(xué)鏈燃燒單元(I)和CO2捕集單元(2)組成，所述化學(xué)鏈燃燒單元(I)包括空氣反應(yīng)器(1-1)、從下至上依次連接設(shè)置的氣化反應(yīng)器(1-8)、布風(fēng)板(1-7)和燃料反應(yīng)器 (1-6)、與所述的氣化反應(yīng)器(1-8)下段一側(cè)連接的螺旋給料器(1-5)、連接所述空氣反應(yīng)器(1-1)下段與燃料反應(yīng)器(1-6)下段的第一返料器(1-4)、連接空氣反應(yīng)器(1-1)上部的第一旋風(fēng)分離器(1-2)、連接第一旋風(fēng)分離器(1-2)底端與燃料反應(yīng)器(1-6)中段的第二返料器(1-3)，以及與氣化反應(yīng)器(1-8)連接的第三返料器(1-9)，空氣反應(yīng)器(1-1)的底端還設(shè)置有空氣進口(A)，第一旋風(fēng)分離器(1-2)的頂端設(shè)置有貧氧空氣出口(I)，燃料反應(yīng)器 (1-6)的頂端設(shè)置有出氣口(H)，氣化反應(yīng)器(1-8)的底端設(shè)置有水蒸氣進口(B)和第一 O2 進口(C)；所述CO2捕集單元(2 )包括煅燒反應(yīng)器(2-1)、碳酸化反應(yīng)器(2-6 )、與所述煅燒反應(yīng)器 (2-1)上部連接的第二旋風(fēng)分離器(2-3)、與所述碳酸化反應(yīng)器(2-6)上部連接的第三旋風(fēng)分離器(2-4)、連接煅燒反應(yīng)器(2-1)與第三旋風(fēng)分離器(2-4)底端的第五返料器(2-5)，以及連接碳酸化反應(yīng)器(2-6 )與第二旋風(fēng)分離器(2-3 )底端的第四返料器(2-2 )，煅燒反應(yīng)器 (2-1)底端還設(shè)置有第二 O2進口(D)，第二旋風(fēng)分離器(2-3)頂端設(shè)置有CO2出口(G)，第三旋風(fēng)分離器(2-4)頂端設(shè)置有煙氣出口(F)，碳酸化反應(yīng)器(2-6)底端設(shè)置有煙氣進口(E)， 煅燒反應(yīng)器(2-1)的下端還與第三返料器(1-9 )連接，從而將化學(xué)鏈燃燒單元(I)和CO2捕集單元(2)連結(jié)為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實現(xiàn)集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法的裝置，其特征在于， 所述布風(fēng)板(1-7)包括本體和設(shè)置在所述本體上的風(fēng)帽(a)，所述風(fēng)帽(a)上開有風(fēng)帽小孔 (b)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成化學(xué)鏈燃燒與CO2捕集的方法及裝置。煤在氣化反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)水蒸氣和氧氣氣化后產(chǎn)生水煤氣，水煤氣經(jīng)布風(fēng)板進入化學(xué)鏈燃燒的燃料反應(yīng)器，NiO被水煤氣還原為Ni，氣體產(chǎn)物為CO2和H2O；Ni經(jīng)返料器進入空氣反應(yīng)器，Ni被空氣氧化為NiO，同時釋放熱量，NiO經(jīng)返料器返回到燃料反應(yīng)器內(nèi)。煤氣化后的焦炭經(jīng)返料器進入煅燒反應(yīng)器，焦炭與O2完全燃燒產(chǎn)生CO2，并放出大量的熱量，CaCO3受熱分解為CaO和CO2，煅燒反應(yīng)器出口獲得純凈的CO2；CaO進入到碳酸化反應(yīng)器，CaO吸收煙氣中的低濃度的CO2，產(chǎn)物為CaCO3，實現(xiàn)CO2的捕集。
文檔編號B01D53/62GK103062910SQ20131001147
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者向文國, 王東, 陳時熠, 薛志鵬, 許長春 申請人:東南大學(xué)