[發明專利]基于化學鏈技術制備O2-CO2混合氣體的裝置及工藝

有效

• 申請號: 201310464575.4
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103496672A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 王文舉;王杰
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;C01B31/20
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于化學鏈技術制備O₂-CO₂混合氣體的裝置，其特征在于：包括快速流化床反應器（1）、第一布風板（2）、分布板（3）、第一旋風分離器（4）、第一返料機構（5）、鼓泡床反應器（6）、第二布風板（7）、第二旋風分離器（8）、第二返料機構（9）和富氧燃燒裝置（10）；

所述快速流化床反應器（1）底部設有第一布風板（2），分布板（3）將快速流化床反應器（1）內部腔體分為上下兩部分，下部分為快速提升段，上部分為主要流化反應段；快速流化床反應器（1）的出口與第一旋風分離器（4）連接，第一旋風分離器（4）的氣體出口得到所制備的O₂-CO₂混合氣體，第一旋風分離器（4）的固體出口通過第一返料機構（5）與鼓泡床反應器（6）連接；鼓泡床反應器（6）的底部設有第二布風板（7），并通過鼓泡床反應器的溢流口與第二返料機構（9）連接，鼓泡床反應器（6）的氣體出口與第二旋風分離器（8）連接，第二旋風分離器（8）的固體出口接入第二返料機構（9），第二返料機構（9）與快速流化床反應器（1）相連；第一旋風分離器（4）的氣體出口與富氧燃燒裝置（10）連接，富氧燃燒裝置（10）的氣體出口分為多條支路，其中一條支路接入快速流化床反應器（1）的進氣口。

2.一種基于化學鏈技術制備O₂-CO₂混合氣體的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據快速流化床反應器（1）的工作溫度選擇載氧體，并通過裝料口將載氧體加入快速流化床反應器（1）內；

步驟2、將富氧燃燒裝置（10）產生的部分煙氣通過一條支路送入快速流化床反應器（1）中，使載氧體在再循環煙氣氛圍下發生分解反應，釋放氧氣；

步驟3、從快速流化床反應器（1）的出口排出的氣固混合物進入第一旋風分離器（4）進行分離：釋氧后的載氧體顆粒收集到第一返料機構（5），生成的O₂-CO₂混合氣體由第一旋風分離器（4）的氣體出口排出進入富氧燃燒裝置（10）；

步驟4、第一返料機構（5）將收集到的載氧體顆粒送入鼓泡床反應器（6），同時向鼓泡床反應器（6）的氣體進口輸入空氣，載氧體顆粒吸收氧氣生成貧氧空氣和再生載氧體，再生后的載氧體顆粒經鼓泡床反應器溢流口收集到第二返料機構（8）；

步驟5、從鼓泡床反應器（6）的氣體出口排出的貧氧氣體和載氧體顆粒進入第二旋風分離器（8）進行分離：分離得到的載氧體顆粒收集到第二返料機構（9），得到的貧氧廢氣通過第二旋風分離器的氣體出口排出；

步驟6、第二返料機構（9）中收集到的載氧體顆粒輸送至快速流化床反應器（1）內，并將富氧燃燒裝置（10）產生的一部分煙氣從快速流化床反應器的氣體入口引入，然后返回執行步驟2，實現O₂-CO₂氣體的連續制取。

3.根據權利要求2所述的基于化學鏈技術制備O₂-CO₂混合氣體的工藝，其特征在于，步驟1所述的載氧體為Cu、CuO、Cu₂O、Co、Co₃O₄、Co₂O₃、CoO、Mn、MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄、Cr、CrO₂、Cr₂O₃、CrO₃、Pb、PbO₂、Pb₂O₃、PbO、V、V₂O₅、VO₂、V₂O₃或VO，并且載氧體的粒徑范圍為100μm~500μm。

4.根據權利要求2或3所述的基于化學鏈技術制備O₂-CO₂混合氣體的工藝，其特征在于，所述載氧體單獨使用、復合使用或擔載在固體載體上使用。