生产可调比例蒸汽-氧气流的固体电解质离子导体制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产含有氧气和蒸汽的气流的方法，以将该气流供给煤气化器或其它下游工序，该方法包括以下步骤：压缩和加热进料气流，并将经加热的进料气流分离成存在于一种离子传递膜滞留面的贫氧气流和存在于渗透面的的含氧气流。用含有蒸汽的清扫气流清扫渗透面，以产生含有氧气和蒸汽的气流，并且将至少部分含有氧气和蒸汽的气流在与从清扫气流的剩余部分中回收或通过系统中平行的非清扫离子传递分离器得到的纯氧气流混合后，注入煤气化器，从而达到适宜于下游工序的蒸汽－氧比例。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于氧和蒸气生产的固体电解质离子导体系统、且尤其涉及提高诸如煤气化这样的过程中蒸汽-氧流的氧含量。已将非低温的大量氧的分离系统例如有机聚合物膜系统用于使所选择的气体与空气和其它气体混合物分离。空气是一种可以含有不同量水蒸气的气体混合物且该混合物在海平面高度具有下列按体积计的大致组成氧(20.9％)、氮(78％)、氩(0.94％)、以及由其它痕量气体组成的余量部分。然而，可以用某些无机氧化物制造完全不同类型的膜。可以用无机氧化物、典型的是用钙或钇稳定的锆和具有萤石或钙钛矿结构的类似氧化物制造这些固体电解质膜。尽管这些氧化陶瓷材料作为气体分离膜的潜力是巨大的，但是在其使用中还存在某些问题。最显著的困难是所有这些公知的氧化陶瓷材料只在升温下表现出明显的氧离子传导率。通常必须在500℃以上的条件下才易于操作它们，一般在600℃-900℃的范围内。尽管进行了许多寻找在低温下工作性能好的材料的研究，但这种局限性仍然存在。Prasad等在美国专利No.5,547,494“分级电解质膜”中详细记载了固体电解质离子导体技术，将该文献引入本文作为参考以便更完整地描述本领域的现状。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产含有所需比例的氧气和蒸汽的气流的方法，该方法包括以下步骤：（ａ）压缩含有元素氧的进料气流；（ｂ）加热进料气流；（ｃ）使用至少一个包括具有滞留面和渗透面的离子传递膜的离子传递模件将经加热的进料气流分离成在滞留面的贫氧气流和 在渗透面的含氧气流；（ｄ）使用含有蒸汽的清扫气流清扫离子传递膜的渗透面以产生一种含有氧气和蒸汽的气流；（ｅ）将含有氧气和蒸汽的至少第一部分气流供给下游工序；和（ｆ）将一种单独的氧气流与第一部分清扫气流混合以产生适于下游工序的蒸汽 －氧比例。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NR克斯卡，R普拉萨德，CF戈茨曼，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]