[實(shí)用新型]一種固體燃料半加壓循環(huán)流化床化學(xué)鏈燃燒裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320067209.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203147747U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆凱;熊杰;烏曉江;張建文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F23C10/10
• 分類(lèi)號(hào): F23C10/10;F23C10/18
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種利用化學(xué)鏈燃燒的裝置，尤其涉及一種使用固體燃料并使其發(fā)生加壓快速燃燒反應(yīng)的化學(xué)鏈燃燒裝置。

背景技術(shù)

溫室氣體排放帶來(lái)的全球變暖問(wèn)題正在引起人們的重視。CO₂作為最主要的溫室氣體，研究CO₂減排技術(shù)迫在眉睫。煙氣中的CO₂常常被大量氮?dú)庀♂專(zhuān)珻O₂的分離與回收成本很高。在燃燒過(guò)程中生成高濃度的CO₂或便于CO₂分離的氣相混合物，同時(shí)消除其它污染物的生成、排放是一條有效途徑?；瘜W(xué)鏈燃燒(Chemical-Looping?Combustion，簡(jiǎn)稱(chēng)CLC)正是具有上述特性的一種新型燃燒方式，已經(jīng)受到了較多的關(guān)注。化學(xué)鏈燃燒技術(shù)于1983年首次由Ritcher等提出，基本原理是將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸反應(yīng)的燃燒借助于載氧體的作用分解為2個(gè)氣固反應(yīng)，燃料與空氣無(wú)需接觸，由載氧體將空氣中的氧傳遞到燃料中。化學(xué)鏈燃燒方式把直接燃燒分解為兩步反應(yīng)的間接燃燒，實(shí)現(xiàn)了能量的遞級(jí)利用，提高了能源利用率。燃料反應(yīng)器中生成的CO₂避免了與過(guò)量空氣或氮?dú)獾幕旌?，能夠保證相當(dāng)高的濃度。燃料反應(yīng)器中的主要?dú)怏w成分為CO₂和H₂O，分離CO₂只需要將H₂O進(jìn)行冷凝、去除，不需要能量的消耗與分離裝置的布置。在燃燒過(guò)程中，空氣與燃料分別經(jīng)過(guò)2個(gè)不同的反應(yīng)器，避免了燃料型NO_X的產(chǎn)生。與常規(guī)燃燒溫度相比，燃燒反應(yīng)器和空氣燃料反應(yīng)器運(yùn)行溫度較低，有效控制了熱力型NO_X的產(chǎn)生。因此，化學(xué)鏈燃燒方式是一種非常具有前途的固體燃料處理方式和CO₂捕集技術(shù)，并且已經(jīng)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。

在傳統(tǒng)的化學(xué)鏈燃燒方法中，通常將從空氣反應(yīng)器中的氧載體直接進(jìn)入燃料反應(yīng)器與固體燃料進(jìn)行混合并發(fā)生反應(yīng)。但是，如果將氧載體與固體燃料直接接觸混合，在燃燒過(guò)程中，固體燃料中的灰分與氧載體難以分離。這些灰分可直接附著于氧載體表面，導(dǎo)致氧載體的活性下降，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生失活現(xiàn)象。同時(shí)，氧載體與灰分的難以分離必然導(dǎo)致在排渣時(shí)會(huì)排出部分氧載體，導(dǎo)致氧載體不必要的損失，增加了運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有化學(xué)鏈燃燒裝置，氧載體與灰分的難以分離必然導(dǎo)致在排渣時(shí)會(huì)排出部分氧載體的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供了一種固體燃料半加壓循環(huán)流化床化學(xué)鏈燃燒裝置，其特征在于，包括空氣反應(yīng)器，空氣反應(yīng)器的底部外接空氣，頂部連接旋風(fēng)分離器；旋風(fēng)分離器的頂部設(shè)有排氣口，底部連接設(shè)于燃料反應(yīng)器內(nèi)的氧氣發(fā)生器的頂部；氧氣發(fā)生器的底部連接溢流槽的頂部，氧氣發(fā)生器與位于燃料反應(yīng)器外部的燃料加熱器的氣體進(jìn)口連接，燃料加熱器的氣體出口通過(guò)壓縮機(jī)連接燃料反應(yīng)器的底部；燃料反應(yīng)器的頂部設(shè)有用于排放CO₂與水蒸氣的出氣口，底部設(shè)有用于加入固體燃料的加料口，加料口與燃料加熱器的固體出口連接；加熱器的固體進(jìn)口連接固體燃料；溢流槽底部連接傾斜下降管，傾斜下降管與空氣反應(yīng)器的底部連接，溢流槽底部外接水蒸氣；燃料反應(yīng)器底部設(shè)有用于排灰的排渣口。

本實(shí)用新型屬于化學(xué)鏈燃燒技術(shù)，具有化學(xué)鏈燃燒的普遍優(yōu)點(diǎn)。燃料通過(guò)化學(xué)鏈燃燒的方式來(lái)處理，在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中自然地實(shí)現(xiàn)了CO₂與空氣的分離，并且不需要額外的從空氣中分離氧氣的能耗。這一點(diǎn)與近年發(fā)展起來(lái)的富氧燃燒技術(shù)相比，節(jié)省了空分設(shè)備和純氧制備過(guò)程中所需的大量能耗，直接大幅度提高了系統(tǒng)的效率。同時(shí)，在化學(xué)鏈循環(huán)、燃燒過(guò)程中，由于傳熱溫差低，系統(tǒng)的火用損失，使系統(tǒng)能量的使用效率進(jìn)一步提高。