专利名称：一种固定床化学链燃烧反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于安全与清洁能源利用领域，具体涉及一种固定床化学链燃烧反应
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背景技术：
全球变暖所引发的一系列危机正受到人们越来越多的关注，人们急需找到新的燃烧方式来减少CO2等温室气体的排放量。化学链燃烧技术作为一种新型的燃烧技术已受到了全世界的普遍关注，因为它不仅能提高燃料利用率，并且能高效的富集CO2,并能减少热力型NOx和燃料型NOx的排放，是减少环境污染的一条有效途径。从原理上来讲，化学链燃烧系统是由空气反应器和燃料反应器组成，载氧体首先在空气反应器中进行氧化反应，然后载着空气中的氧和氧化反应放出的热量进入燃料反应器进行还原反应，气相反应产物中绝大部分是二氧化碳和水，凝结除水后，得到高纯的二氧化碳。其原理图如图1所示。由反应过程和床体设置来看，空气反应器和燃料反应器实现固定的作用，空气反应器只用于空气中的氧和载氧体发生氧化反应，而燃料反应器则只用于载氧体与燃料发生还原反应，两个反应的交错进行是依靠载氧体在两个反应器中的来回传递实现的，使得整套系统只能间歇操作，不能实现连续运转，从而使得系统处理量低，二氧化碳脱除效率低。
发明内容为了克服上述现有技术和方式的不足，实现连续的脱除二氧化碳，本实用新型提供一种固化床化学链燃烧反应装置。本实用新型的技术方案为该装置包括两个固定床。甲烷进气管道分为两路分别接入两个固定床，空气管道分为两路分别接入两个固定床；在两个固定床上分别接出废气管道；从两个固定床上分别接出出气管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷进气管道的主路和两条支路分别设置阀门， 在空气管道的主路和两条分路分别设置阀门，在两条出气管道上分别设置阀门。所述固定床上设置温度检测装置。所述甲烷进气管道和空气管道上分别设置气流控制装置。所述各条管路上的阀门由时间继电器控制。本实用新型的优点如下(1)固定载氧体不来回传递，省却了传递所消耗的能量和时间，并且避免了反应不完全的载氧体的掺混，提高载氧体的利用率；(2)系统的连续运行，相较于间歇运行提高了处理量和产率，提高了二氧化碳的脱除效率。(3)系统效率的提高，即节省了运行费用又提高了系统的利用。
图1为化学链燃烧原理图；图2为所述固定床化学链燃烧反应装置示意图。图中标号1-第一阀门；2-第二阀门；3-第三阀门；4-第四阀门；5-第五阀门；6_第六阀门； 7-第七阀门；8-第八阀门；9-进气管道；10-空气管道；11-凝汽器；I-第一固定床；II-第
二固定床。
具体实施方式
本实用新型提供了一种固定床化学链燃烧反应装置，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。如图2所示，该装置包括两个固定床，甲烷进气管道9分为两路分别接入两个固定床，空气管道10分为两路分别接入两个固定床；在两个固定床上分别接出废气(氮气)管道；从两个固定床上分别接出出气管道并合成一路接入冷凝器11 ；在甲烷进气管道9的主路和两条支路分别设置用于控制甲烷流量的第一阀门1、第三阀门3和第四阀门4，在空气管道10的主路和两条分路分别设置用于控制空气流量的第二阀门2、第五阀门5和第六阀门6，在两条出气管道上分别设置用于控制出汽流量的第七阀门7和第八阀门8。在两个固定床上分别设置温度检测装置；在甲烷进气管道9和空气管道10上分别设置气流控制装置。本工艺的实施步骤如下(1)将金属氧载体分别放入两个并联的固定床中；(2)分别对两固定床进行预热，控制预热速率为2 50°C /s ；(3)当第四阀门4、第五阀门5、第八阀门8打开，第三阀门3、第六阀门6、第七阀门7关闭时，第一固定床I发生氧化反应，第二固定床II发生还原反应；当反应进行完全， 第一固定床I排出反应完成后剩余氮气，第二固定床II通过第八阀门8排出还原反应生成的(X)2和水蒸气，CO2和水蒸气先进入冷凝器11冷凝水蒸气，剩余的(X)2进入(X)2回收利用装置，实现了低能耗的CO2的富集；(4)当第三阀门3、第六阀门6、第七阀门7打开，第四阀门4、第五阀门5、第八阀门 8关闭时，第一固定床I、第二固化床II内所发生的反应恰恰相反，即进入下一个氧化还原过程。通过两个反应器中氧化还原反应的交替运行，保证每一时间均有载氧体与燃料的还原反应，实现二氧化碳的连续富集和脱除。
权利要求1.一种固定床化学链燃烧反应装置，包括两个固定床，其特征在于，甲烷进气管道(9) 分为两路分别接入两个固定床，空气管道(10)分为两路分别接入两个固定床；在两个固定床上分别接出废气管道；从两个固定床上分别接出出气管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷进气管道(9)的主路和两条支路分别设置阀门，在空气管道(10)的主路和两条分路分别设置阀门，在两条出气管道上分别设置阀门。
2.根据权利要求1所述的一种固定床化学链燃烧反应装置，其特征在于，所述固定床上设置温度检测装置。
3.根据权利要求1所述的一种固定床化学链燃烧反应装置，其特征在于，所述甲烷进气管道(9)和空气管道(10)上分别设置气流控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种固定床化学链燃烧反应装置，其特征在于，所述各条管路上的阀门由时间继电器控制。
专利摘要本实用新型属于安全与清洁能源利用领域，具体涉及一种固定床化学链燃烧反应装置。甲烷进气管道分为两路分别接入两个固定床，空气管道分为两路分别接入两个固定床；在两个固定床上分别接出废气管道；从两个固定床上分别接出出气管道并合成一路接入冷凝器。固定载氧体省却了传统工艺中来回传递所消耗的能量和时间，并且避免了反应不完全的载氧体的掺混，提高载氧体的利用率；系统的连续运行，相较于间歇运行提高了处理量和产率，提高了二氧化碳的脱除效率；系统效率的提高，即节省了运行费用又提高了系统的利用。
文档编号B01J8/02GK202018138SQ20102068127
公开日2011年10月26日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者吕建燚, 王增蓁 申请人:华北电力大学(保定)