[發(fā)明專利]一種雙循環(huán)鏈式燃燒氫熱聯(lián)產(chǎn)并分離CO2的方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110106761.1
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102219183A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 向文國;陳時熠;薛志鵬;王東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C01B3/10
• 分類號: C01B3/10
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種雙循環(huán)鏈式燃燒氫熱聯(lián)產(chǎn)并分離CO₂的方法，其特征在于：將鐵置于制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器流化床（1）中，在制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器流化床下端（a）通入空氣，制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器底室（1-1）處于鼓泡流態(tài)化；制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器流化床（1）的溫度控制在1000℃；鐵與空氣中的氧氣反應生成Fe₂O₃；Fe₂O₃經(jīng)過制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器過渡段（1-2）以及制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器提升管（1-3），被空氣提升至制氫系統(tǒng)（I）的空氣旋風分離器（1-4），經(jīng)過氣固分離，F(xiàn)e₂O₃通過制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器下料管（1-5）進入制氫系統(tǒng)（I）的燃料反應器（4-1）中；制氫系統(tǒng)的燃料反應器（4-1）的溫度控制在900℃；制氫系統(tǒng)（I）的燃料反應器流化床下端（f）通入含碳的燃料氣體，制氫系統(tǒng)（I）的燃料反應器（4-1）處于鼓泡流態(tài)化，F(xiàn)e₂O₃被還原為FeO或Fe；FeO或Fe經(jīng)過溢流槽（3）進入制氫系統(tǒng)（I）的水蒸氣反應器流化床（2）；在制氫系統(tǒng)（I）的水蒸氣反應器流化床下端（d）通入水蒸氣，水蒸氣反應器底室（2-1）處于鼓泡流態(tài)化，制氫系統(tǒng)（I）的水蒸氣反應器流化床（2）的溫度控制在650℃；還原態(tài)的FeO或Fe與水蒸氣反應，固體產(chǎn)物為Fe₃O₄，氣體產(chǎn)物為H₂；Fe₃O₄經(jīng)過水蒸氣反應器過渡段（2-2）以及水蒸氣反應器提升管（2-3）至氫氣旋風分離器（2-4），氣固經(jīng)過分離，固體產(chǎn)物Fe₃O₄經(jīng)過水蒸氣反應器下料管（2-5）以及水蒸氣反應器溢流槽（2-6）進入制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器流化床（1），氣體產(chǎn)物則經(jīng)過氫氣旋風分離器出口（c）逸出，冷凝分離出其中的水后，得到純凈的H₂；進入制氫系統(tǒng)（I）的空氣反應器流化床（1）的Fe₃O₄與空氣煅燒，F(xiàn)e₃O₄轉化為Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃實現(xiàn)循環(huán)利用；從制氫系統(tǒng)（I）的燃料反應器（4-1）出來的煙氣通過連接管（5）進入制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器流化床（6）中的燃料反應器底部風室（6-2）；在制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器流化床（6）中加入NiO，燃料反應器流化床（6）中的燃料反應器（6-1）處于鼓泡流態(tài)化；制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器（6-1）的溫度控制在900℃；NiO與來自制氫系統(tǒng)（I）的燃料反應器（4-1）煙氣中的殘余燃料氣體反應，固體產(chǎn)物為Ni，氣體產(chǎn)物為CO₂及水蒸氣；CO₂及水蒸氣從制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器出口（k）逸出，冷凝分離出其中的水后，得到純凈的CO₂，實現(xiàn)CO₂的捕集；制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器的固體產(chǎn)物Ni通過溢流槽（7）進入制熱系統(tǒng)（II）的流化床中的空氣反應器底室（8-1），在制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器下端（i）通入空氣，制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器底室（8-1）處于鼓泡流態(tài)化，制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器流化床（8）的溫度控制在1000℃；還原態(tài)的Ni被空氣氧化，生成NiO，同時釋放出熱量；NiO經(jīng)過制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器過渡段（8-2）以及制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器提升管（8-3）至制熱系統(tǒng)（II）的空氣旋風分離器（8-4），氣固經(jīng)分離，空氣從制熱系統(tǒng)（II）的空氣旋風分離器出口（j）逸出，固體產(chǎn)物NiO經(jīng)過制熱系統(tǒng)（II）的空氣反應器下料管（8-5）進入制熱系統(tǒng)（II）的燃料反應器（6-1），NiO實現(xiàn)循環(huán)利用。

2.根據(jù)權利要求1所述的雙循環(huán)鏈式燃燒氫熱聯(lián)產(chǎn)并分離CO₂的方法，其特征在于制氫系統(tǒng)（I）循環(huán)的物質(zhì)為Fe₂O₃、FeO、Fe及Fe₃O₄；制熱系統(tǒng)（II）循環(huán)的物質(zhì)為NiO與Ni。