一种多气体捕捉化学链反应器制造技术

本实用新型专利技术解决了目前燃料反应器无法实现在利用生物质气化的同时实现CO2捕捉的问题。一种多气体捕捉化学链反应器，其特征在于：有空气反应器、燃料反应器、石灰石反应器三大部件组成，空气反应器通过旋风分离器与燃料反应器相连，燃料反应器与空气反应器间通过密封炉相连，同时，在空气反应器与燃料反应器中增设传送带装置。石灰石反应器利用其自身结构优势，将CO2收集、储存利用。而燃料反应器中由于氧化态氧载体与生物质气化产物发生反应产生还原态氧载体和CO2而通过石灰石反应器中传送到燃料反应器中的CaO吸收CO2使收集到的可燃性气体更纯净，并放出热量促进生物质气化正向进行。动力源于空气反应器外设的鼓风机及反应器内部气体，该设备主要是收集可燃性气体和捕捉CO2，生物质气化过程提高了能源利用率，同事减少了环境污染。

A multi gas capture chemical chain reactor

The utility model solves the problem that the current fuel reactor can not realize the CO2 capture while utilizing biomass gasification. A multi gas capture chemical chain reactor consists of three components, an air reactor, a fuel reactor and a limestone reactor. The air reactor is connected to a fuel reactor through a cyclone separator, and the fuel reactor is connected to the air reactor through a sealing furnace and at the same time, in the air reactor and fuel. A conveyor belt device is added in the reactor. The limestone reactor uses its own structural advantages to collect, store and utilize CO2. In the fuel reactor, the oxidizing oxygen carrier reacts with the biomass gasification product to produce the reduced oxygen carrier and CO2, and through the CaO absorption CO2 in the fuel reactor through the limestone reactor, the collected combustible gas is more pure, and the heat is released to promote the biomass gasification to be carried out positively. The power source is the air blower and the internal gas of the reactor outside the air reactor. The equipment is mainly to collect combustible gas and capture CO2. The biomass gasification process improves the energy utilization rate, and the colleagues reduce the environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种多气体捕捉化学链反应器
本技术涉及一种新型化学链反应器的结构设计，可实现多气体的收集，能量的梯级利用，物料之间的相互转化与循环利用。
技术介绍
化学链燃烧技术是在大气环境污染严重的大背景下发展起来的一种新型洁净高效的燃烧技术，与传统燃烧技术相比，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与污染物脱除过程有机结合等优点，因而有着广阔的开发和应用前景。然而目前的化学链反应器主要还是燃用化石燃料煤，存在燃料非可再生燃料的弊端；并且虽然污染物排放量低于传统燃烧技术，但仍然存在温室气体排放问题。
技术实现思路
本技术以生物质为燃料，应用气化技术在化学链反应器中最大限度地发挥了其自身优势，有效控制NOx的排放，提供了一种气体收集的化学链反应器技术。本技术的技术方案是：化学链反应器有三大反应器组成，包括空气反应器、燃料反应器、和石灰石反应器，其中空气反应器中反应生成氧化态氧载体；在燃料反应器进行生物质的热解和气化反应，其产物与氧化态氧载体反应制取还原态氧载体循环回空气反应器；在石灰石反应器进行CO2气体的捕捉。空气反应器中Ni氧化释放的热量主要为石灰石反应器收集CO2提供热量,空气反应器的NiO随气流进入燃料反应器；NiO进入燃料反应器与燃料反应器中生物质气化的产物反应；生石灰反应器利用CaO与CO2反应捕捉燃料反应器CO2生成的CaCO3，CaCO3通过传输装置进入空气反应器，该传输装置的工作流程是：CaCO3通过其内部的传送带装置实现与燃料反应器部分的连通，传送带装置是由上下两层传送带组成，上层传送带方向是由石灰石反应器指向燃料反应器，下层传送方向是由燃料反应器指向石灰石反应器，实现单向传送并且物料加以循环利用。空气反应器是由鼓风机提供风源，通过布风板进入反应器，作为助燃介质；密封炉中通入密封介质（水蒸气），防止燃料反应器生成的气体进入空气反应器；燃料反应器中通入水蒸汽作为生物质气化介质。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：本技术通过空气反应器、燃料反应器和石灰石反应器实现生物质燃料化学链反应器中可燃性气体收集与CO2气体的捕捉同步进行。空气反应器中利用提升管将氧化态载氧体NiO提升至燃料反应器与生物质气化产生的还原性气体发生反应生成还原态氧载体Ni，通过密封炉链条结构循环至空气反应器中。燃料反应器温度控制在700-850℃范围内，可燃性气体收集达到最大量值；该化学链反应器主要进行的是生物质热解和生物质气化且其气化产物与氧化态氧载体之间发生反应，选用生物质作为燃料因其具有挥发分含量高、灰分含量少，固定碳含量少但活性比煤高很多的特点，而在气化的条件下不会析出氮氧化合物，实现能量的多级利用，有效地减小了环境污染。附图说明图1是化学链反应器二维剖面示意图。其中包括：1—空气反应器；2—石灰石反应器；3—传送带；4—CO2收集器；5—空气入口；6—提升管；7—废气出口；8—旋风分离器；9—出料腿；10—燃料反应器；11—生物质入口；12—密封装置；13—可燃性气体收集；14—蒸汽入口；15—密封炉；16—蒸汽入口；17—链条。具体实施方式生物质燃料合成气多级利用化学链反应器的工作原理如下：1、空气反应器：在空气反应器中的空气是通过底部布风板送入，还原态氧载体Ni与空气混合燃烧，放出大量的反应热，其发生的化学反应式为：上述反应为放热反应，空气反应器温度为900-1000℃。由于热力的作用燃烧后生成的NiO的高温颗粒进入燃料反应器中，为燃料反应器的进一步反应提供热源。2、燃料反应器：从空气反应器进入燃料反应器的高温NiO颗粒，与燃料反应器生物质热解气化产物反应，生成CO2并被CaO吸收，并放出热量促进生物质气化发应使生物质热解气化反应正向进行。燃料反应器发生的反应方程式为：生物质气化：（1）（2）（3）（4）（5）（1）—（4）为吸热反应，式（1）是生物质气化的反应。式（2）、（3）、（4）均为NiO与生物质气化产物发生的化学反应。式（5）为CaO与CO2发生化学反应生成CaCO3并释放热量，此反应中CaO起到间接催化反应（1）的作用。生物质气化过程中，燃料反应器（鼓泡流化床）通过热电偶加热达到运行温度，燃料吸收并储存热量发生湍流流动和混合使整个床保持恒定的温度。3、石灰石反应器：首先石灰石反应器吸收空气反应器中氧载体氧化释放的热量，其内部CaCO3受热分解生成CaO和CO2，实现CO2的捕捉。其发生的化学方程式为：反应器是一个独立封闭的结构，通过其内部的传送带装置实现与燃料反应器部分的连通，传送带装置是由上下两层传送带组成，上层传送带方向是由石灰石反应器指向燃料反应器，下层传送方向是由燃料反应器指向石灰石反应器，实现单向传送并且物料加以循环利用。生物质燃料合成器多级利用化学链反应器在实现氧载体循环的基础上实现了生物质能的多级利用，并通过石灰石反应器实现CaCO3与CaO之间的转化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多气体捕捉化学链反应器，其特征在于：有空气反应器、燃料反应器、石灰石反应器三大部件组成，空气反应器通过旋风分离器与燃料反应器相连，燃料反应器与空气反应器间通过密封炉相连，同时，在空气反应器与燃料反应器中增设传送带装置。

【技术特征摘要】
1.一种多气体捕捉化学链反应器，其特征在于：有空气反应器、燃料反应器、石灰石反应器三大部件组成，空气反应器通过旋风分离器与燃料反应器相连，燃料反应器与空气反应器间通过密封炉相连，同时，在空气反应器与燃料反应器中增设传送带装置。2.根据权利要求1所述的一种多气体捕捉化学链反应器，其特征是：石灰石反应器采用传送带传送，传送装置由上下两层传送带组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨辉，李想，黎嘉豪，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23