[發(fā)明專利]放散煤氣的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)及其運(yùn)行方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710050692.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106855237A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇慶泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)力源科技有限公司
• 主分類號(hào): F23G7/07
• 分類號(hào): F23G7/07;F22B1/18;F22D11/06
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與環(huán)境的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種放散煤氣的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

在鋼鐵、石化等工業(yè)領(lǐng)域，存在不少排放含有可燃成分的氣體的情況，例如在鋼鐵行業(yè)就存在放散轉(zhuǎn)爐煤氣的情況，轉(zhuǎn)爐放散煤氣的有效利用關(guān)乎鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境責(zé)任。可是，轉(zhuǎn)爐煤氣的放散或者利用過(guò)程存在幾個(gè)問(wèn)題：1.煤氣因成分不達(dá)標(biāo)(CO％≤35％，O₂％≥2％)而點(diǎn)火放散或者直接放散的情況普遍存在，由此帶來(lái)的能源浪費(fèi)以及造成的大氣污染不可小覷；2.為了降低轉(zhuǎn)爐煤氣放散時(shí)的安全隱患而設(shè)置的吹掃和點(diǎn)火系統(tǒng)需額外消耗大量蒸汽(或N₂)和助燃燃料；3.轉(zhuǎn)爐煤氣中CO與CO₂的含量之和可高達(dá)90％，具有碳富集的天然優(yōu)勢(shì)，然而常規(guī)燃燒方式由于將助燃空氣與煤氣直接混合，使得煙氣中的CO₂被大量N₂沖淡，從而失去碳富集的優(yōu)勢(shì)，使得CO₂的捕集變得困難；4.基于傳統(tǒng)燃燒方式的放散煤氣燃燒會(huì)產(chǎn)生NO_X；5.轉(zhuǎn)爐煤氣放散的間歇性與用能過(guò)程所需的連續(xù)性之間存在矛盾。

如圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)爐煤氣處理系統(tǒng)示意圖。從轉(zhuǎn)爐101出來(lái)的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)余熱回收單元102進(jìn)行熱回收后，進(jìn)一步通過(guò)除塵單元103精除塵，通過(guò)煤氣成分分析儀104測(cè)定轉(zhuǎn)爐煤氣成分，若煤氣成分達(dá)標(biāo)(如，CO％≥35％，O₂％＜2％)，則三通閥105回收側(cè)打開(kāi)，放散側(cè)關(guān)閉，轉(zhuǎn)爐煤氣送入煤氣柜，若煤氣不達(dá)標(biāo)，則三通閥105放散側(cè)打開(kāi)，回收側(cè)關(guān)閉，將轉(zhuǎn)爐放散煤氣送入放散塔106點(diǎn)火放散或者直接放散。可見(jiàn)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐放散煤氣處理方法存在著能源浪費(fèi)和環(huán)節(jié)污染的雙重問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種放散煤氣的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，主要目的是通過(guò)采用化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)來(lái)處理放散煤氣，以實(shí)現(xiàn)放散煤氣的有效利用，從而節(jié)約能源并減少環(huán)境污染。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種放散煤氣的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)，包括：

化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器內(nèi)部依次形成配氣室、用于容納熱媒的熱媒室和集氣室，所述熱媒室內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)充填有載氧體的反應(yīng)管，所述的熱媒為導(dǎo)熱油，所述的載氧體的活性成分為銅或以銅為主，所述反應(yīng)管的一端連通配氣室，另一端連通集氣室；

反應(yīng)氣體導(dǎo)入管道，與化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的配氣室連接，用于將放散煤氣或者空氣作為反應(yīng)氣體導(dǎo)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器內(nèi)；

放散煤氣管道，與反應(yīng)氣體導(dǎo)入管道連接，所述放散煤氣管道上設(shè)有第一電磁閥，所述放散煤氣管道將放散煤氣作為反應(yīng)氣體輸入反氣體導(dǎo)入管道；

空氣管道，與反應(yīng)氣體導(dǎo)入管道連接，所述空氣管道上設(shè)有空氣風(fēng)機(jī)和第二電磁閥，所述空氣管道將空氣作為反應(yīng)氣體輸入所述反應(yīng)氣體導(dǎo)入管道；

反應(yīng)產(chǎn)物氣體導(dǎo)出管道，與化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的集氣室連接，所述反應(yīng)產(chǎn)物氣體導(dǎo)出管道用于將反應(yīng)氣體與載氧體反應(yīng)后得到的反應(yīng)產(chǎn)物氣體導(dǎo)出；

熱媒導(dǎo)入管道，連接所述熱媒室，所述熱媒導(dǎo)入管道將熱媒輸入所述熱媒室內(nèi)進(jìn)行熱交換；

熱媒導(dǎo)出管道，連接所述熱媒室，換熱后的熱媒通過(guò)所述熱媒導(dǎo)出管道從所述熱媒室導(dǎo)出；

蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的熱流體側(cè)的入口與所述熱媒導(dǎo)出管道連接，蒸汽發(fā)生器的熱流體側(cè)的出口與熱媒導(dǎo)入管道連接，熱媒導(dǎo)入管道上設(shè)有熱媒循環(huán)泵，熱媒導(dǎo)出管道上設(shè)有第三溫度傳感器，蒸汽發(fā)生器的冷流體側(cè)的入口連接冷凝水管道，冷凝水管道上設(shè)有冷凝水輸送泵，蒸汽發(fā)生器的冷流體側(cè)的出口連接蒸汽排出管道；其中

放散煤氣和空氣交替作為反應(yīng)氣體通過(guò)反應(yīng)氣體導(dǎo)入管道輸入配氣室，反應(yīng)氣體通過(guò)配氣室分配進(jìn)入至少兩個(gè)反應(yīng)管內(nèi)與載氧體反應(yīng)，反應(yīng)氣體與載氧體反應(yīng)后產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物氣體匯集到集氣室后通過(guò)所述反應(yīng)產(chǎn)物氣體導(dǎo)出管道導(dǎo)出；其中氧化態(tài)的載氧體與放散煤氣進(jìn)行還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為還原態(tài)載氧體，并釋放熱量，還原態(tài)的載氧體與空氣進(jìn)行氧化再生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)載氧體，并釋放熱量；

熱媒室內(nèi)的熱媒吸收反應(yīng)氣體與載氧體反應(yīng)產(chǎn)生的熱量后通過(guò)熱媒導(dǎo)出管道輸送至蒸汽發(fā)生器熱流體側(cè)，所述熱媒通過(guò)蒸汽發(fā)生器釋放熱量后由熱媒導(dǎo)入管道輸送至熱媒室內(nèi)，流經(jīng)蒸汽發(fā)生器冷流體側(cè)的冷凝水吸收熱媒的熱量后向外供熱。

作為優(yōu)選，所述熱媒導(dǎo)入管道上還設(shè)有膨脹罐和第二溫度傳感器。