一种耦合化学链制氧的原位煤气化化学链燃烧系统技术方案

本发明专利技术属于能源清洁燃烧和高效利用相关技术领域，公开了一种耦合化学链制氧的原位煤气化化学链燃烧系统，该系统由一套化学链制氧子系统和一套原位煤气化化学链燃烧子系统耦合而成，其中所述化学链制氧子系统包括释氧反应器、吸氧反应器、第一四通阀和第二四通阀，所述原位煤气化化学链燃烧子系统包括燃料反应器、空气反应器和冷凝器，同时对这些组件之间的耦合关系及其工作方式进行了改进和设计。通过本发明专利技术，能够以结构紧凑、便于操控的方式，高效率地将化学链制氧子系统制取的包含少量O2的CO2/H2O混合气化剂通入原位煤气化化学链燃烧子系统的燃料反应器中，加速煤焦的气化反应速率，从而达到提高整体煤化学链燃烧转化效率的目的。

In situ gasification chemical chain combustion system for coupling chemical chain oxygen generation

The invention belongs to the clean burning energy and efficient use of related technical field, discloses the in situ gasification chemical looping a chemical chain coupled oxygen combustion system, the system consists of a chain of chemical oxygen system and a set of in situ gasification chemical looping combustion system coupling, wherein the chemical chain oxygen system including the release of oxygen and oxygen reactor reactor, the first four valve and the 24 valve, the in situ gasification chemical looping combustion system includes fuel reactor, air reactor and condenser, and the coupling relationship between these components and the working mode of design and improvement. According to the invention, with compact structure, convenient manipulation, high efficiency for fuel will contain CO2/H2O reaction mixture gasifying agent and a small amount of O2 into the in situ gasification chemical looping combustion system of chemical oxygen production chain subsystem, accelerate the gasification rate of char combustion, so as to improve the conversion efficiency of the overall objective coal chemical chain.

【技术实现步骤摘要】
一种耦合化学链制氧的原位煤气化化学链燃烧系统
本专利技术属于能源清洁燃烧和高效利用相关
，更具体地，涉及一种耦合化学链制氧的原位煤气化化学链燃烧系统。
技术介绍
化学链燃烧(ChemicalLoopingCombustion,CLC)技术是一种新型的能源利用方式，它通过借助于氧载体在燃料反应器和空气反应器中对氧的循环输运，将传统的“一步式”燃烧过程分解为两个相对独立的氧化还原反应过程，实现了能量的梯级利用。同时，在燃料反应器中，燃料在隔绝空气的气氛下被氧载体氧化，反应器尾气中只含有CO2和H2O，通过简单的水汽冷凝过程即可得到高纯度CO2，从而实现高效低能耗CO2内分离。对于煤等固体燃料的化学链燃烧，当前比较倾向于采用的方式有两种，也即原位煤气化化学链燃烧(In-situGasificationChemicalLoopingCombustion,iG-CLC)和化学链氧解耦燃烧(ChemicalLoopingwithOxygenUncoupling,CLOU)。但是，这两种方式在应用过程中都存在一定的局限性。具体而言，对于iG-CLC：一方面，由于煤(特别是高阶煤)与气化介质(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合化学链制氧的原位煤气化学链燃烧系统，该系统由一套化学链制氧子系统和一套原位煤气化化学链燃烧子系统耦合而成，其特征在于：所述化学链制氧子系统包括释氧反应器(R2)、吸氧反应器(R1)、第一四通阀(W1)和第二四通阀(W2)，所述原位煤气化化学链燃烧子系统包括燃料反应器(R3)、空气反应器(R4)和冷凝器(C)；所述释氧反应器(R2)的入口经由所述第一四通阀(W1)与所述燃料反应器(R3)的出口相连，由此用于接收来自所述燃料反应器(R3)出口的CO2+H2O混合气f2”，并将其作为流化气或吹扫气为氧载体释氧提供反应气氛；所述释氧反应器(R2)的出口经由第二四通阀(W2)与所述燃料反应器(R...

【技术特征摘要】
1.一种耦合化学链制氧的原位煤气化学链燃烧系统，该系统由一套化学链制氧子系统和一套原位煤气化化学链燃烧子系统耦合而成，其特征在于：所述化学链制氧子系统包括释氧反应器(R2)、吸氧反应器(R1)、第一四通阀(W1)和第二四通阀(W2)，所述原位煤气化化学链燃烧子系统包括燃料反应器(R3)、空气反应器(R4)和冷凝器(C)；所述释氧反应器(R2)的入口经由所述第一四通阀(W1)与所述燃料反应器(R3)的出口相连，由此用于接收来自所述燃料反应器(R3)出口的CO2+H2O混合气f2”，并将其作为流化气或吹扫气为氧载体释氧提供反应气氛；所述释氧反应器(R2)的出口经由第二四通阀(W2)与所述燃料反应器(R3)的入口相连，并向其输出具备一定氧气浓度的O2+CO2+H2O混合气f4；所述吸氧反应器(R1)的入口经由所述第一四通阀(W1)输入空气f1，利用空气中的氧气与释氧后的氧载体发生反应以实现其载氧能力的再生；所述吸氧反应器(R1)的出口则与所述第二四通阀(W2)相连，并向外输出欠氧空气f3；所述燃料反应器(R3)的入口与所述第二四通阀(W2)相连以引入所述O2+CO2+H2O混合气f4，并将其作为气化剂使得该燃料反应器内部容纳的煤颗粒快速转化；在此过程中，气化产物与氧载体颗粒发生反应生成CO2+H2O混合气f2，然后经由该燃料反应器的出口予以输出：其中，一部分的CO2+H2O混合气f2'直接进入所述冷凝器(C)并去除其中的水蒸气，由此获得高纯度的CO2气流f5；另一部分的CO2+H2O混合气f2”则输送至所述释氧反应器(R2)，并作为上述的流化气或吹扫气；所述空气反应器(R4)与所述燃料反应器(R3)保持气氛隔绝但结构相连，并用于使得从该燃料反应器输送过来的还原态氧载体颗粒在空气气氛下获取氧而实现再生，然后重新返回至所述燃料反应器(R3)中，由此执行下一次的循环氧化还原反应；此外，该空气反应器(R4)的出口用于排出欠氧空气f3。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述化学链制氧子系统优选为两个并联的固定床形式、或者两个并联的鼓泡床形式、或者是由两个气氛隔绝的反应器组成的串行流化床形式。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海波，田鑫，王小雨，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42