专利名称：氧－燃料燃烧方法
本申请要求2002年12月6日提交的美国专利申请10/313,876的优先权，厚泽要求了2002年1月8日提交的临时美国专利申请60/346,582、2002年1月8日提交的60/346,597和2002年1月10日提交的60/347,268的优先权。
背景技术：
燃烧过程的主要目的是产生热量。在发电厂或工业锅炉系统中，利用该热量产生高压水蒸气，进而可用来进行工艺加热或用来发电。大多数常规燃烧过程利用空气作为氧气来源。空气中存在的氮气不会使燃烧过程受益，甚至可能造成问题。例如，氮气可能在燃烧温度下与氧气发生反应，形成氮的氧化物(NOx)，这是不良的污染物。在许多情况下，必须处理燃烧产物，将氮的氧化物的排放降低到环境可接受限度以下。而且，氮气的存在增加了烟道气体的体积，这进而增加热量损失并降低燃烧过程的热效率。此外，燃料气体中氮气含量高可能使其难以作为产物来捕获CO2或供分离之用。在当前强调CO2分离以减轻全球变暖的有害效应的情况下，开发以节省成本的方式捕获CO2的方法是很重要。
从燃烧排出物或燃料气体中消除氮气的一种方法是在燃烧过程中用纯氧气代替空气。然而，与氧气发生燃烧会产生非常高的温度，从而必须重复利用所产生烟道气的一部分以缓和温度。这进而将氧气含量稀释到约27％(剩余的是约73％的CO2和水)，并将火焰温度维持到相同值。虽然这种方案会消除氮气带来的问题，但是这种情况下氧气的成本太高，不能使其具有经济上的吸引力。
美国专利号5,888,272中讨论了用离子传输陶瓷膜生产富含氧的气流，该专利公开了将进料气流分成用于燃烧室的富含氧的气流和缺少氧气的气流的方法。进料气流经过压缩后，用包括具有保留物面和渗透物面的离子传输膜的离子传输模块从压缩的进料气流中分离出氧气。用从离开离子传输模块的渗透物面的气流燃烧室中获得的燃烧产物气流的至少一部分冲洗离子传输膜的渗透物面。这种氧气生产方法的缺点是制造膜的成本高和生产防漏膜结构的困难。一般地，在膜单元中氧气回收率也较低。
本发明基于采用高温、制成颗粒形式的氧气选择性陶瓷材料生产适用于氧-燃料应用的基本不含氮气的氧气流，并可提供降低氧气成本的一种有吸引力的选择。这种系统采用压力变动或温度变动模式，因为陶瓷材料的氧气保留容量强烈依赖于温度和压力。该方法通常在高于300℃的温度操作，产生几项优点，包括氧气容量大和氧气选择性大。该方法的关键优点是它采用固定床反应器中常规丸片形式的氧气选择性材料，可用传统方法制造该材料。因此，与需要特殊制造、密封和组装步骤的上述膜基方法相比，该方法可更容易地用于商业用途，并已知在这个方面具有几个问题。固定床陶瓷基系统的另一个优点是它可直接产生基本不含氮气的含氧气流，其氧气浓度适合于氧-燃料应用。它不像常规方法，如低温空气分离方法那样先产生高纯氧气，然后稀释得到所需的氧气浓度。
本发明的目的是通过生产适用于氧气消耗工艺的基本不含氮气的含氧气流来降低氧气成本。它涉及使用产生氧气的高温系统产生基本不含氮气的含氧气流。更具体说，它描述了氧气选择性陶瓷材料从空气气流中分离氧气以生产在氧气消耗工艺中，如工业锅炉或燃火加热器中可用作代替空气的氧气来源的含氧气流中的用途。
发明概要本发明涉及形成用于氧气消耗工艺的产物气流的方法，该方法循环地包括以下步骤a)将空气输入通过含有氧气选择性混合导体物质的反应器，由此在氧气选择性混合导体物质上保留氧气，反应器在高于300℃的温度下；和b)将缺少氧气的气流输入通过该反应器，由此从氧气选择性混合导体物质上释放氧气。
氧气选择性混合导体物质是结构式为A1-XMXBO3-δ的钙钛矿型陶瓷，其中A是稀土元素离子，M是Sr、Ca、Ba、V或其混合物；B是Co、Mn、Cr、Fe或其混合物；x从大于0至大约1；δ是由于Sr、Ca和Ba取代稀土元素离子而产生的化学计量组合物的偏差。x优选约为0.1-1，最优选约为0.2-1，A是La、Y或其混合物；M是Sr、Ca或其混合物；B是Co、Fe或其混合物。
可用存在的一个或多个反应器实施本方法。将空气和缺少氧气的两股气流以并流或逆流的方式输入到反应器中。
在本方法的氧气保留步骤(a)期间，产生了作为副产物的富含氮气的气体，在步骤(b)期间产生了基本不含氮气的含氧气流。将基本不含氮气的含氧气流用于氧气消耗工艺。该氧气消耗工艺选自化学氧化工艺、部分氧化工艺、锅炉、燃烧工艺和气化工艺等。
在本发明的又一实施方式中，公开了操作氧气消耗工艺的方法，该方法相继包括以下步骤a)将空气输入通过含有氧气选择性混合导体物质的反应器，由此在氧气选择性混合导体物质上保留氧气，反应器在高于300℃的温度下；和b)将来自氧气消耗工艺的至少一部分缺少氧气的产物气体输入反应器，从而形成基本不含氮气的含氧气流；和c)将基本不含氮气的含氧气流输送到氧气消耗工艺中。
氧气选择性混合导体物质是如上所述的钙钛矿型陶瓷。将基本不含氮气的含氧气流在高于150℃的温度下和约为1-20巴的压力下输送到氧气消耗工艺中。
在本方法中，循环进行步骤(a)和(b)。可将空气和缺少氧气的产物气流以并流的方式输入反应器，或这可将它们以逆流的方式输入反应器。
氧气保留步骤(a)期间产生的副产物是富含氮气的气体。本方法的步骤(c)还将产生含有可回收用于其它用途的二氧化碳的产物气流。
在本发明的又一实施方式中，公开了形成用于氧气消耗工艺的产物气流的方法，该方法包括以下步骤a)将空气输入通过第一个热交换器，并进入含有氧气选择性混合导体物质的反应器中，由此在氧气选择性混合导体物质上保留氧气，反应器在高于300℃的温度下；和b)将缺少氧气的气流输入通过第二个热交换器，并通过反应器，由此从氧气选择性混合导体物质上释放氧气，形成产物气流。
该方法是循环的和热自维持的。氧气选择性混合导体物质是如上所述的钙钛矿型陶瓷。
可将燃料气体加入缺少氧气的气流中，燃料气体优选选自一氧化碳、氢气、甲烷或其混合物。
用于本方法的热交换器可以是多通道热交换器，排列第一个热交换器和第二个热交换器，使它们成为内部热交换器、外部热交换器以及内部热交换器和外部热交换器的组合。
可将空气和缺少氧气的气流以逆流的方式输入反应器中。在形成气流的本方法中，在氧气保留步骤(a)期间产生了作为副产物的富含氮气的气体。
第二个热交换器将缺少氧气的气流的温度提高到约900℃，此气流中可含有至多约5％的氧气。
在通过示意图的方式和通过实施例描述本发明的过程中，将锅炉用作代表性氧气消耗工艺的设备。应当理解可将本发明方法应用于其它氧气消耗工艺，如完全或部分氧化烃类、用于生产化学品的选择性氧化工艺、燃烧、气化等。
附图简要说明
图1是实施本发明的锅炉和陶瓷氧气产生系统的图。
图2是实施本发明的用于氧-燃料应用的陶瓷氧气产生系统的图。
图3是实施本发明的具有水蒸气冲洗装置的陶瓷氧气产生系统的图。
图4是显示层状排列的陶瓷氧气产生反应器的图。
优选实施方式的详述图1是氧气消耗工艺设备如锅炉或燃火加热器和氧气产生陶瓷系统B的示意性实施方式。B中所装的是氧气选择性陶瓷材料。管道10将燃料气体通入锅炉A。燃料可选自CH4、H2、CO、C2H4、C2H6及其混合物，或可以是煤、木炭或其它固体以及各种炼油厂废气流、燃油等，或者是任何合适的可燃材料。主要包含二氧化碳和水蒸气的燃烧排出气体或烟道气通过管道12离开燃烧/加热回收区域A。将一部分燃烧排出气体通过管道14通入氧气产生系统B。压缩空气通过管道20进入氧气产生系统。主要含有高达98％氮气的氧气贫乏气流通过管道22离开氧气产生系统。来自空气的氧气保留在氧气选择性陶瓷材料上。燃烧排出气体进入系统B，去除其中的氧气使陶瓷材料再生。该气体通过管道18作为基本不含氮气的富含氧气的气体离开并进入锅炉A，由此可重新进行燃烧。
陶瓷系统主要包括至少2个装满高温氧气选择性陶瓷材料如钙钛矿材料的反应器，以及用于内部热交换的惰性陶瓷材料、任选的多通道热交换器和转换阀。该方法是循环的，与压力变动保留方法差不多。简要说，将空气通入第一个床，氧气优选地保留在其中的材料上，然后氧气贫乏的气流从该床的顶端排出。一旦材料至少部分被氧气饱和后，就将操作转移到另一容器中。现在，用燃烧排出气体或循环的烟道气冲洗第一个床，它们能够至少部分地去除氧气，使材料再生。至少需要两个反应器，以保证连续操作。
现在试看图2，将空气压缩，通过多通道热交换器后，将通过这些床中的一个，床中装有高温氧气选择性陶瓷材料如钙钛矿材料。氧气被保留在钙钛矿上，氮气作为流出物离开该床。然后，该流出物气流将再次通过多通道热交换器中的一个，然后离开循环系统。当一张床正在进行空气通过的步骤时，用循环的烟道气冲洗已经部分氧气饱和的第二张钙钛矿床。就像空气一样，循环的烟道气也通过多通道热交换器，然后通过钙钛矿床。当循环的烟道气通过该床时，它将储存在钙钛矿上的氧气脱附出来，也使钙钛矿再生。然后，富含氧气的气体离开该床通过多通道交换器，与进入的循环的烟道气发生热交换。
图2中描述了空气通过的步骤中的床B和循环的烟道气通过即再生步骤中的床A。首先用鼓风机E将空气压缩到所需的压力。然后将压缩空气通过阀V5输入多通道热交换器G中。在此步骤中阀V6是关闭的。通过与返回的氧气贫乏的气流16进行热交换，空气在交换器G中加热。将加热的空气14输入钙钛矿床B中。氧气贫乏的气流15离开床B，与进入的空气在热交换器G中交换热量，然后通过阀8作为气流20离开该系统。
首先，在冷却器C中冷却从来自锅炉的再循环的烟道气，然后在鼓风机D中进行压缩，然后将其通过阀V1输入多通道热交换器F中。加热后，让它通过氧气饱和的床A。富含氧的气流35从底部离开该床，通过交换器F，通过阀V3进入缓冲罐H。
下表中给出了代表性的阀序列
本发明可以几种方式与氧气消耗工艺设备如锅炉或燃火加热器进行整合，其目的是提高效率。在本方法的一个实施方式中，在稍氧化不足的条件下操作锅炉，使烟道气不含氧气但含有少量一氧化碳和氢气。一氧化碳和氢气在钙钛矿反应器中燃烧，产生维持和改进钙钛矿反应器循环操作所需的热量。
或者，在一定条件下操作锅炉，使燃料充分燃烧，烟道气中存在少量的过量氧气，一般约为0.5体积％。在这种情况下，将循环的烟道气输入钙钛矿反应器中，同时加入少量合适的燃料如一氧化碳、氢气、甲烷或其组合，加入量至少足以与烟道气(图2中的气流50)中存在的过量氧气发生反应。此燃烧产生循环过程所需的热量。调整所加入燃料气的量，以便产生足够热量。加入任何过量的燃料与钙钛矿上贮存的氧气发生反应。如果由于燃烧产生了较高温度，有助于从钙钛矿中提取更多的氧气。
或者，在过量氧气的条件下操作锅炉，以保证所有燃料完全燃烧。在这种情况下，烟道气可含有多达5％体积的氧气。烟道气通过一个可用的反应器，其中加入了控制量的上述燃料气体，该反应器可装有催化剂贵金属催化剂所支撑的催化剂。在该反应器中通过与加入的燃料气体的反应消耗氧气。如上所述，然后将热回收后产生的气体的一部分输入钙钛矿反应器中用来产生含氧气流。燃烧催化剂可以是单独存在的或与钙钛矿在相同反应器中混合的，作为反应器入口处的层。也可将钙钛矿层用作燃烧催化剂。
或者，将离开钙钛矿反应器的含氧气体冷却，分离出气流中的水分作为凝结液，从而提高氧气在回到氧气消耗工艺中的气流中的浓度。氧气浓度提高有利于氧气消耗工艺操作，可为氧气消耗工艺的操作提供更大的灵活性。此方案的一种延伸是仅用水蒸气作为再生气体，如图3所示。该方案的主要优点是通过冷却富含氧的气流并将水蒸气冷凝出来的冷凝过程中生产任何浓度的氧气。由于该方法仍然在低压下操作，所以仅需要低压水蒸气。低压水蒸气的取得通常不是一个问题，因为可将本文所提出的方案整合为整个锅炉或发电机或其它氧气消耗工艺设备的一部分。
在一个实施方式中，在循环的烟道气进入陶瓷氧气产生系统中之前从其中去除水分，使其主要含有CO2。已经发现，在氧气提取步骤中的冲洗气体是CO2时，从陶瓷床中回收的氧气量高于其它气体如N2或水蒸气。认为这是由于在陶瓷材料中放热保留的CO2导致氧气释放较多。
图2和3中提出的方案基于分压变动方法，即由氧气保留步骤和提取步骤之间的氧气分压差提供提取储存氧气的驱动力。空气经压缩达到的压力主要由富含氧的气流中所需的氧气浓度决定。根据本发明，在15-400psia，优选15-100psia，更优选20-40psia的压力下通入空气；在0.1-200psia，优选8-50psia，更优选1O-30psia下将烟道气进行再循环，使得在反应器入口处这两个气流之间的压力差维持在5-20psi之间。
本文提出的方案涉及用来保证有效热管理的概念。例如，本发明的一个方面提供了将惰性材料用于循环催化过程中的再生性传热的用途。图4中显示了装有惰性材料的反应器结构。具体说，将这种再生性传热与至少一个外部热交换器联用，以实现整个过程中所需的热交换。通过与这些惰性材料进行热交换，可明显降低离开反应器热气流的温度，如低于约900℃，优选低到约500℃。这种气流温度的降低就可以采用低成本的结构材料，导致相应的成本降低，以及额外传热所必需的外部热交换器的操作寿命延长。
虽然通常可将这种传热方案应用于任何循环过程，但这种传热方案尤其非常适用于操作温度较高，如约250℃或更高的方法，其中没有适合用于高温操作的转换阀，就要求有效冷却所有热气流以便能够采用标准阀。而且，这种传热方案也很适合于例如加热和冷却时间短于约1分钟，如约15-60秒的循环时间相当短的循环过程。
根据本发明的一些实施方式，将多通道紧凑型热交换器用来进行从热气流的补充热转移。这些包括两个外部热交换器，它们在循环运行中与反应器的循环操作进行同步操作。该热交换器还辅以采用惰性陶瓷材料层的内部再生性热交换器。该外部热交换器允许在相同气流的进口和出口之间，例如空气和废氮气气流之间或循环的烟道气和富含氧的气流之间进行热交换。另一方面，内部再生性热交换允许两个不同气流之间，例如空气和富含氧的气流之间以及废氮气和循环的烟道气之间进行热交换。这种热交换原理也可以采用低温转换阀，并提高循环过程的可靠性。
作为紧凑型热交换器类别的一部分的多通道交换器比常规管壳式交换器具有热学上的显著优点。它们是市售的，可用于高达2000巴的压力和高达800℃的温度。在V.V.Wadekar，CEP，2000年12月的一篇文章中是关于紧凑型热交换器的详细综述，将其纳入本文作为参考。对于高温应用而言，一般用不锈钢或其它合金制造这些热交换器。
虽然多通道交换器属于本文所述方案的整体部分，但也可调整工艺参数以便使用置于反应器内部的惰性材料来进行所有热交换。这就可以免除外部热交换的需要。另一方面，也可能在热交换器中进行所有热交换，从而免除反应器容器内对惰性层的需要。
循环过程的一个特征是由于存在容器空间，所需产物气流可能污染上杂质。在这种情况下，这意味着富含氧的气流在氧气保留步骤结时可能被空间中存在的氮气污染。为了防止这种情况，可引入另一个步骤。在此步骤中，氧气保留步骤后用水蒸气清洗反应器。这个步骤将去除可能存在于空间中的氮气。现在，就可用燃烧排出气体或烟道气冲洗反应器。
氧气选择性陶瓷材料一般是氧气选择性混合导体物质，它在高温下具有很高的电子和氧离子电导率。这些混合导体物质的例子是钙钛矿型氧化物、CeO2基氧化物、Bi2O3基氧化物、ZrO2基氧化物和钙铁石氧化物。为了进一步提高其电子导率和对氧离子化的催化活性，可将某些金属相加入陶瓷材料，形成陶瓷-金属复合物。该金属可选自Cu、Ni、Fe、Pt、Pd、Rh和Ag。
通常，氧气选择性陶瓷材料通过在其体相中传导氧离子和填充氧空位来保留氧气。氧气保留容量通常随氧气分压的升高和温度的降低而升高。因此，在氧气保留和释放步骤期间，氧气吸附进入陶瓷材料进行保留和从陶瓷材料释放氧气能有效进行，这是因为氧气保留步骤期间的氧气分压大大高于氧气释放步骤时的氧气分压。
在一个优选实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是氧气选择性的混合离子导体物质和电子导体物质。在一个更优选的实施方式中，氧气选择性陶瓷材料包含结构式为A1-XMXBO3-δ的钙钛矿型陶瓷，其中A是元素周期表3a族和3b族的金属离子或其混合物；M是周期表1a族和2a族的金属离子或其混合物；B是周期表的d区过渡金属的离子。x从＞0至1；δ是由于M金属离子取代A金属离子而产生的化学计量组合物的偏差。
在更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，x约为0.1-1。
在另一更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，A是一种或多种f区镧系元素。在更优选的实施方式中，A是La、Y、Sm或其混合物。
在另一更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，M是元素周期表2a族的至少一种金属。在更优选的实施方式中，M是Sr、Ca、Ba或其混合物。
在另一更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，B是Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn或其混合物。在更优选的实施方式中，B是V、Fe、Ni、Cu或其混合物。
在另一更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，x约为0.2-1。
在另一更优选的实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料是钙钛矿型陶瓷，A是La、Y、Sm或其混合物，M是Sr、Ca或其混合物，B是V、Fe、Ni、Cu或其混合物。
在另一实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料导体物质选自(1)选自Bi2O3、ZrO2、CeO2、ThO2、HfO2及其混合物的陶瓷物质，这些陶瓷物质掺杂有CaO；稀土金属氧化物或其混合物；(2)钙铁石氧化物；以及(3)它们的混合物。
在另一实施方式中，至少一种氧气选择性陶瓷材料导体物质是选自Bi2O3、ZrO2、CeO2、ThO2、HfO2及其混合物的至少一种陶瓷物质，此至少一种陶瓷物质掺杂有选自Y2O3、Nb2O3、Sm2O3、Gd2O3及其混合物的稀土金属氧化物。
实施例实施例1.制备La0.2Sr0.8Co0.6Fe0.4O3-δ钙钛矿粉末。
钙钛矿型氧化物的粉末制备如下首先将相应金属氧化物或氢氧化物混合，然后进行烧结、球磨和过滤的步骤，重复三次。3次烧结步骤中的温度分别为900℃、950℃和1000℃，烧结时间是8小时。将La2O3、Sr(OH)2·8H2O、Ni2O3、Co2O3和Fe2O3干混合后立即进行第一次烧结。在每次烧结后用研磨介质和水对该材料进行球磨。球磨后通过过滤收集固体。让过滤饼在100℃干燥过夜，然后将滤饼破碎并研磨成细粉末。最终粉末具有钙钛矿型相结构。
实施例2.制造La0.2Sr0.8Co0.6Fe0.4O3-δ钙钛矿挤出物。
加入约5重量％羟乙基纤维素和14.5重量％水到实施例1中制备的钙钛矿型氧化物粉末中使其转变成粉浆。让由此获得的粉浆老化过夜，然后将其加入到一挤出机中，挤压成挤出物(直径3毫米，长度4毫米)。在90℃的烘箱中将该挤出物干燥2小时，然后600℃煅烧5小时。最后，在1050℃烧结该挤出物8小时。最终的挤出物多孔并且机械强度高。
实施例3.
将实施例2中制备的挤出物装入由高温金属合金制造的管状反应器中。该反应器的结构能使得可按照需要从反应器顶端或底端向反应器中输入空气、CO2和水蒸气的气流。用质量流量控制器控制气流流量。用PLC控制反应器温度和阀。将冲洗和氧气保留步骤期间的产物气流和废气流收集在罐中，用气体分析器和GC分析它们的平均组成。在实验中，将反应器温度控制在825℃。每30秒将7.6slpm的空气流或4.7slpm的CO2气流以逆流方式输入反应器中。在通入空气和通入CO2步骤期间，分别将反应器压力控制在23.7psia和18.7psia。在通入空气通过的步骤的最后2秒期间，反应器压力从23.7psia降低到18.7psia。通入CO2步骤期间的平均产物组成为27.8％O2、67.1％CO2和7.4％N2，而通入空气通过的步骤期间产生的废气流含有2.3％O2、12.5％CO2和83.5％N2。这证明可用本发明公开的方法生产主要含有CO2和O2的富含氧的气流。
实施例4.
在本实验中，每30秒将7.6slpm的空气流和4.5slpm的CO2+水蒸气混合物气流以逆流方式交替输入如实施例3所述的反应器中。在通入空气和通入CO2+水蒸气步骤期间，分别将反应器压力控制在23.7psia和18.7psia。通入CO2+水蒸气步骤期间的平均产物组成(以干燥基计)为40.8％O2、44.5％CO2和14.7％N2，而通入空气通过的步骤期间产生的废气流含有3.7％O2、11.4％CO2和84.9％N2。该结果说明可用CO2和水蒸气的混合物作为冲洗气体用本发明所述方法生产富含氧的气流。
实施例5.
在本实验中，每30秒将7.6slpm的空气流和6.2slpm的水蒸气流以逆流方式交替输入实施例3所述的反应器中。在通入空气和水蒸气步骤期间，分别将反应器压力控制在23.7psia和18.7psia。通入水蒸气步骤期间的平均产物组成(以干燥基计)为70.4％O2和29.6％N2，而通入空气通过的步骤期间产生的废气流含有0.3％O2和99.7％N2(含有痕量的其它非氧气气体)。该结果显示可用水蒸气作为冲洗气体用本发明所述方法生产富含氧的气流。
表1 实施例3-5结果小结
表1小结了实施例3-5的结果，并比较了以湿计，即产物气流中包括水蒸气的产物组成。如上所示，产物中以潮湿基计的O2浓度随CO2在冲洗气体中浓度的增加而增加，这说明CO2的再生能力比水蒸气强。如这些实施例所述，由于反应器中的空间，在产物气流中仍存在一些氮气。通过在空气和冲洗气体步骤之间的一个附加步骤可以容易地从空间中清除这些氮气。
虽然按照本发明的一些具体实施方式
描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，本发明的许多其它形式和修改是显而易见的。本发明所附权利要求通常应解释为覆盖了在本发明真实精神和范围内的所有这些显而易见的形式和修改。
权利要求
1.一种形成用于氧气消耗工艺的产物气流的方法，该方法循环地包括以下步骤a)输入空气通过装有氧气选择性混合导体物质的反应器，由此在氧气选择性混合导体物质上保留氧气，所述反应器的温度高于300℃；和b)输入缺少氧气的气流通过所述反应器，由此从所述氧气选择性混合导体物质上释放氧气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，氧气保留步骤(a)期间产生富含氮气的气体作为副产物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，存在一个以上的反应器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述空气和所述缺少氧气的气流以并流或逆流的方式输入所述反应器中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气选择性混合导体物质是结构式为A1-XMXBO3-δ的钙钛矿型陶瓷。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，A是稀土元素离子，M是Sr、Ca、Ba、V或其混合物；B是Co、Mn、Cr、Fe或其混合物；x从大于0至大约1；δ是由Sr、Ca和Ba取代稀土元素离子而产生的对于化学计量组合物的偏差。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，x约为0.1-1。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)期间产生基本不含氮气的含氧气流。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述基本不含氮气的含氧气流输入氧气消耗工艺中。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气消耗工艺选自化学氧化工艺、部分氧化工艺、锅炉工艺、燃烧工艺和气化工艺。
全文摘要
本发明揭示了富含氧的气流的生产。让空气流接触氧气选择性混合导体物质，具体是钙钛矿材料，由此使钙钛矿上保留或吸附氧气，这种氧气可用于各种过程，如燃料气体的燃烧、热量回收和锅炉相关操作。
文档编号F23L7/00GK1840965SQ200610074119
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年3月29日
发明者曾永先, D·R·阿查里雅, S·S·塔马卡, N·朗帕萨德, R·拉马钱德兰, F·R·菲切, D·L·麦考伦, 林跃生, R·H·克拉克 申请人:波克股份有限公司