[實用新型]一種多氣體捕捉化學鏈反應器

有效

• 申請號: 201721394837.4
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN207376010U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 陳巨輝;李想;黎嘉豪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型解決了目前燃料反應器無法實現在利用生物質氣化的同時實現CO2捕捉的問題。一種多氣體捕捉化學鏈反應器，其特征在于：有空氣反應器、燃料反應器、石灰石反應器三大部件組成，空氣反應器通過旋風分離器與燃料反應器相連，燃料反應器與空氣反應器間通過密封爐相連，同時，在空氣反應器與燃料反應器中增設傳送帶裝置。石灰石反應器利用其自身結構優勢，將CO2收集、儲存利用。而燃料反應器中由于氧化態氧載體與生物質氣化產物發生反應產生還原態氧載體和CO2而通過石灰石反應器中傳送到燃料反應器中的CaO吸收CO2使收集到的可燃性氣體更純凈，并放出熱量促進生物質氣化正向進行。動力源于空氣反應器外設的鼓風機及反應器內部氣體，該設備主要是收集可燃性氣體和捕捉CO2，生物質氣化過程提高了能源利用率，同事減少了環境污染。

技術領域

本實用新型涉及一種新型化學鏈反應器的結構設計，可實現多氣體的收集，能量的梯級利用，物料之間的相互轉化與循環利用。

背景技術

化學鏈燃燒技術是在大氣環境污染嚴重的大背景下發展起來的一種新型潔凈高效的燃燒技術，與傳統燃燒技術相比，具有能源利用效率高、CO2富集易于捕捉、氮氧化合物排放量低和易與污染物脫除過程有機結合等優點，因而有著廣闊的開發和應用前景。然而目前的化學鏈反應器主要還是燃用化石燃料煤，存在燃料非可再生燃料的弊端；并且雖然污染物排放量低于傳統燃燒技術，但仍然存在溫室氣體排放問題。

發明內容

本實用新型以生物質為燃料，應用氣化技術在化學鏈反應器中最大限度地發揮了其自身優勢，有效控制NOx的排放，提供了一種氣體收集的化學鏈反應器技術。

本實用新型的技術方案是：化學鏈反應器有三大反應器組成，包括空氣反應器、燃料反應器、和石灰石反應器，其中空氣反應器中反應生成氧化態氧載體；在燃料反應器進行生物質的熱解和氣化反應，其產物與氧化態氧載體反應制取還原態氧載體循環回空氣反應器；在石灰石反應器進行CO2氣體的捕捉。空氣反應器中Ni氧化釋放的熱量主要為石灰石反應器收集CO2提供熱量,空氣反應器的NiO隨氣流進入燃料反應器；NiO進入燃料反應器與燃料反應器中生物質氣化的產物反應；生石灰反應器利用CaO與CO2反應捕捉燃料反應器CO2生成的CaCO3，CaCO3通過傳輸裝置進入空氣反應器，該傳輸裝置的工作流程是：CaCO3通過其內部的傳送帶裝置實現與燃料反應器部分的連通，傳送帶裝置是由上下兩層傳送帶組成，上層傳送帶方向是由石灰石反應器指向燃料反應器，下層傳送方向是由燃料反應器指向石灰石反應器，實現單向傳送并且物料加以循環利用。空氣反應器是由鼓風機提供風源，通過布風板進入反應器，作為助燃介質；密封爐中通入密封介質（水蒸氣），防止燃料反應器生成的氣體進入空氣反應器；燃料反應器中通入水蒸汽作為生物質氣化介質。

本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：本實用新型通過空氣反應器、燃料反應器和石灰石反應器實現生物質燃料化學鏈反應器中可燃性氣體收集與CO2氣體的捕捉同步進行。空氣反應器中利用提升管將氧化態載氧體NiO提升至燃料反應器與生物質氣化產生的還原性氣體發生反應生成還原態氧載體Ni，通過密封爐鏈條結構循環至空氣反應器中。燃料反應器溫度控制在700-850℃范圍內，可燃性氣體收集達到最大量值；該化學鏈反應器主要進行的是生物質熱解和生物質氣化且其氣化產物與氧化態氧載體之間發生反應，選用生物質作為燃料因其具有揮發分含量高、灰分含量少，固定碳含量少但活性比煤高很多的特點，而在氣化的條件下不會析出氮氧化合物，實現能量的多級利用，有效地減小了環境污染。