循环热载体无烟燃烧技术制造技术

循环热载体无烟燃烧技术，在以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成的循环热载体中，在燃烧之前先将空气中的氮、氧分离，吸收氧之后的热载体在燃烧室中与燃料接触，放出燃料燃烧所需之氧同时吸收燃料燃烧所放出的热，再通过热交换达到热能利用的目的。本发明专利技术没有二氧化碳，氮的氧化物、硫的氧化物等有害气体向大气排放、燃料中的硫、重金属等可回收，是一种热效率高，热容量大，低排放的燃烧技术。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
循环热载体无烟燃烧技术，一种高效低污染燃烧新技术，属于能源领域。煤、天然气、石油等矿物燃料在燃烧过程中往往产生大量的二氧化碳(CO2)、氮的氧化物(NOx)、硫的氧化物(SOx)等气体，这些氧化物气体排放到大气中导致大气污染和地球温暖化，为了减少燃料燃烧过程向大气中排放CO2、NOx、SOx等气体，近年来美国、日本等国家特别重视高效低污染燃烧新技术的开发研究，如高温空气蓄热燃烧、受控脉动燃烧技术等。这些新型燃烧技术大大地减少了CO2和NOx的排放量，取得了国际公认的先进水平。但是无论采用现有的何种燃烧方法，要想做到完全分离并回收矿物燃料燃烧时所产生的CO2气体，从而彻底杜绝向大气中排放导致温暖效应的CO2气体是十分困难的。本专利技术是以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成的循环热载体为体系，在燃烧之前先将氮、氧与离，并带着氧与烧料接触释放出燃烧所需之氧，同时被燃料燃烧释放的热量所加热的循环热载体，通过热交换器进行热交换而达到燃烧过程的高效，低排放的目的。附图说明图1是本专利技术工艺流程图，以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成熔融盐循环热载体体系，整个燃烧过程如下1)熔融盐循环热载体在氮、氧分离室中空气中的氧气被载氧体所吸收，而空气中的氮气由于熔融盐循环热载体体系并不吸收，从而实现了空气中的氧气与氮气分离，较纯的氮气(纯度＞98.5％)可以回收利用；2)吸收氧后的熔融盐循环热载体在燃烧室中与燃料接触，熔融盐循环热载体体系中的载氧体释放出燃料燃烧所需的氧，使燃料燃烧过程得以进行并生成二氧化碳(CO2)气体和水蒸汽，脱掉水蒸汽后较纯的CO2(纯度＞98％)气体可根据需要进一步纯化加以回收利用；3)被燃料燃烧释放的热量所加热的熔融循环热载体通过热交换器时进行热交换以加热热利用介质(如加热水产生蒸汽)从而实现热能利用；4)经过热交换器后的熔融盐循环热载体体系重新进入氮、氧分离室，从而开始新的一轮循环。载氧添加剂可以是钠、铜、铁等的氧化物，加入量可控制在熔融盐循环热载体总重量的30％-50％；熔融碳酸盐可用碳酸锂和碳酸钾(Li2Co3+K2Co3)组成，其中碳酸锂的重量百分比为35-50％，碳酸钾的重量百分比为50％-60％。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点及积极效果1．燃料在燃烧时仅产生CO2和水蒸气，故高纯度的CO2气体可以回收利用，从而从根本上彻底杜绝了导致地球温暖化的CO2气体向大气中排放；2．氮、氧分离室中熔融盐循环热载体体系温度较低，从而抑制了空气中的N2在高温下与O2发生反应生成NOx有害物质等不良行为的发生，空气中的O2在此室中被载氧体所吸收并进入熔融盐循环热载体体系带入燃烧室中，而纯度较高的N2则可以回收利用；3．矿物燃料中的硫、重金属等被熔融盐所吸收，不会象现有的燃烧方法一样生成有害物质随烟气排放到大气中；4．即使是采用此燃烧方法燃烧可燃有机物，由于没有直接与空气进行混合燃烧且整个燃烧过程在溶融盐中进行，故抑制了二恶英类(dioxins)有害物质的生成；5．以熔融盐作为热载体，其热容量、稳定性、经济性等性能比较优越。实施例一循环熔融碳酸盐热载体体系45％Li2CO3+55％K2CO3(重量百分比)，载氧体添加剂铁的氧化物二氧化二铁(Fe2O3)，加入量为熔融盐总重量的40％，燃料20％H2+80％CH4氮、氧分离室工作温度970K燃烧室工作温度1250K热交换器热效率95％氧化剂生成室中排放的氮气纯度99.1％燃烧室中排放的CO2气体纯度98.9％实施例二循环熔融碳酸盐热载体体系46％Li2CO3+54K2CO3(重量百分比)，载氧体添加剂三氧化二铁(Fe2O3)，加入量为熔融盐总重量的49％燃料25％H2+75％CH4氮、氧分离室工作温度1000K燃烧室工作温度1310K热交换器热效率96.1％氧化剂生成室中排放的氮气纯度99.5％燃烧室中排放的CO2气体纯度99.1％权利要求1．一种循环热载体无烟燃烧技术，其特征是以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成熔融盐循环热载体体系，燃烧过程为1)熔融盐循环热载体在氮氧分离室中，空气中的氧气被载氧体所吸收，而空气中的氮气由于该循环热载体不吸收而实现了氮气和氧气的分离，较纯的氮气可回收使用；2)吸收氧后的循环热载体在燃烧室中与燃料接触，释放出燃料燃烧所需的氧、使燃料燃烧过程得以进行，并生成二氧化碳气体和水蒸气，脱掉水蒸气后，较纯的二氧化碳可进一步纯化，加以利用；3)被燃料燃烧释放的热量所加热的熔融盐循环热载体通过热交换器进行热交换，以加热热利用介质；4)经过热交换器后的熔融盐循环热载体重新进入氮、氧分离室开始新的一轮循环。2．根据权利要求1所述的循环热载体无烟燃烧技术，其特征是载氧添加剂是钠、铜、铁的氧化物，其加入量熔融盐是循环热载体总重量的30-50％。3．根据权利要求1、2所述的循环热载体无烟燃烧技术，其特征是熔融碳酸盐是碳酸锂加碳酸钾，其中碳酸锂的重量百分比为35-50％，碳酸钾为50-60％。4．根据权利要求1所述的循环热载体无烟燃烧技术，其特征是氮、氧分离室工作温度800-1200℃，燃烧室工作温度1000-1400℃。全文摘要循环热载体无烟燃烧技术,在以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成的循环热载体中,在燃烧之前先将空气中的氮、氧分离,吸收氧之后的热载体在燃烧室中与燃料接触,放出燃料燃烧所需之氧同时吸收燃料燃烧所放出的热,再通过热交换达到热能利用的目的。本专利技术没有二氧化碳,氮的氧化物、硫的氧化物等有害气体向大气排放、燃料中的硫、重金属等可回收,是一种热效率高,热容量大,低排放的燃烧技术。文档编号F23C9/00GK1309259SQ0110703公开日2001年8月22日 申请日期2001年1月11日 优先权日2001年1月11日专利技术者王 华, 何方, 姚刚, 包桂荣, 马文会, 胡建杭, 吴复忠 申请人:昆明理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环热载体无烟燃烧技术，其特征是：以载氧体添加剂和熔融碳酸盐组成熔融盐循环热载体体系，燃烧过程为：１）熔融盐循环热载体在氮氧分离室中，空气中的氧气被载氧体所吸收，而空气中的氮气由于该循环热载体不吸收而实现了氮气和氧气的分离，较纯的氮 气可回收使用；２）吸收氧后的循环热载体在燃烧室中与燃料接触，释放出燃料燃烧所需的氧、使燃料燃烧过程得以进行，并生成二氧化碳气体和水蒸气，脱掉水蒸气后，较纯的二氧化碳可进一步纯化，加以利用；３）被燃料燃烧释放的热量所加热的熔融盐循环热 载体通过热交换器进行热交换，以加热热利用介质；４）经过热交换器后的熔融盐循环热载体重新进入氮、氧分离室开始新的一轮循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，何方，姚刚，包桂荣，马文会，胡建杭，吴复忠，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]