在其中氧气由可再生的金属氧化物吸附剂提供的增氧燃烧过程中捕集二氧化碳的方法和系统的制作方法

专利名称：在其中氧气由可再生的金属氧化物吸附剂提供的增氧燃烧过程中捕集二氧化碳的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及增氧燃烧，更特别地，涉及使用可再生金属氧化物吸附剂以提供燃料燃烧所使用的氧气的增氧燃烧。
背景技术：
在加热器和锅炉中燃料的增氧燃烧(oxyfiring)或氧一燃料的燃烧(oxy-fuelcombustion)是一种有希望的二氧化碳捕集方法,其中燃料通常在高纯氧而不是空气存在下燃烧，以产生热量和烟道气。干燥的空气含有约(体积比)78. 08%的氮气、20. 95%的氧气、0. 93%的氩气、0. 038%的二氧化碳和痕量其它气体。与干燥的空气相比，普通的空气含有变化量的水蒸气，平均为约1%。所述增氧燃烧过程可避免将氮气和其它痕量气体与烟道气进行分离的需要，如果是在空气中而不是主要在氧气中进行燃烧，则会另外存在所述氮气和其它痕量气体。此外，利用增氧燃烧，可避免或至少大大减少了氮氧化物的形成。烟道气主要由二氧化碳、水蒸气和其它痕量污染物构成，所述痕量污染物取决于所选择的燃料。所述烟道气易于冷却，以分离出水并产生浓缩的二氧化碳流股，对所述浓缩的二氧化碳流股进一步提纯以得到高纯二氧化碳流股。能够将该流股封存以防止二氧化碳释放至大气中。例如可将二氧化碳流股泵送入地下储层中。或者，可捕集二氧化碳并压缩成液体，然后出售给工业。另外，能够将二氧化碳与其它化学品反应以制造固体。常规上,一个或多个深冷空气分离单元(ASU)为增氧燃烧过程供应氧气。然而,使用ASU系统，在前期的设备开支和运行时的运行开支两方面都昂贵。为增氧燃烧提供氧气的另一种手段是使用离子传输膜(ITM)。ITM通常可透过氧气但不能透过其它物质，且与大部分产生氧气的常规方法相比，每单位氧气所需要的能量明显更少。BOC已经开发了一种使用混合的离子和电子导体材料制造用于含氧燃料燃烧工艺的氧气流股的工艺。Mattisson 等人(Int. J. Greenhouse Gas Control, 3, 11-19, 2009)对负载在载体基质上用于向固体燃料的燃烧供应氧气的的金属氧化物吸附剂如锰的氧化物(Mn2O3)、铜的氧化物(CuO)和钴的氧化物(Co3O4)进行了研究。在其称作化学回路燃烧(CLC)的方法中，在燃料燃烧室中以相互密切接触的方式放置燃料和氧化的金属氧化物吸附剂。在燃料燃烧期间，从金属氧化物吸附剂中释放氧气，由此将氧化的金属氧化物吸附剂还原。然后对还原的金属氧化物吸附剂进行捕集并重新装入或在合适条件下在适当的氧化反应器中利用源自空气中的氧气进行再生。然后将重新装入的氧化的金属氧化物吸附剂返回或 “回路”至燃烧室中以与燃料再次进行燃烧。在化学回路燃烧期间产生烟道气，其含有二氧化碳、水蒸气、少量的氧气和其它气态燃烧产物，这取决于燃料与金属氧化物吸附剂的化学计量比例。如果在高百分比氧气存在下发生燃烧，与其中空气提供燃烧所使用的氧气的相同燃烧过程相比，能够在相对高的温度下进行燃烧。与利用纯氧气的增氧燃烧相比，空气中相对大量的惰性氮气将燃烧反应器中的温度保持在更低温度下。在特定情况中，这种更高的温度可能是有利的。然而，为了使得空气和燃料燃烧的设计在更低温度下操作的常规燃烧反应器，如果在这些更高温度下运行时，易于损坏。本发明致力于满足所述需要，以提供基本不含氮气的增氧燃烧，同时使得常规燃烧反应器易于更新，所述常规燃烧反应器是为了在比利用纯氧气流股的增氧燃烧所提供的温度更低的温度下运行而设计的。发明概述在上述背景中所述的CLC法通常应用于“新建”工艺。本文中所述的发明特别适合于现有的“更新”应用，其中通过金属氧化物吸附剂而不是ASU或ITM装置供应氧气。然而，根据如下公开内容也能够构造新建系统。 本发明公开了用于在增氧燃烧过程中捕集二氧化碳的增氧燃烧系统和方法。所述增氧燃烧系统包含(a)氧化反应器，用于对还原的金属氧化物吸附剂进行氧化；(b)分解反应器，其中对分解燃料进行燃烧并对氧化的金属氧化物吸附剂进行分解以产生还原的金属氧化物吸附剂和氧气，同时在所述分解反应器中产生富集氧气的二氧化碳流股；(C)燃料燃烧反应器，用于将初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股燃烧成包括二氧化碳流股和水蒸气的初级烟道气流股；和(d)分离设备，用于将二氧化碳从所述初级烟道气流股中分离出来。将所述初级烟道气流股分离成第一烟道气部分和第二烟道气部分。通过所述分离设备对所述第一部分进行处理以产生二氧化碳富集流股，能够对其进行封存或进行其它利用。对所述第二烟道气部分进行循环以向所述分解反应器提供二氧化碳流股。分解反应器是指其中通过失去氧将氧化的金属氧化物吸附剂还原成还原的金属氧化物吸附剂的反应器。分解燃料是指能够向所述分解反应器提供热量以使得能够分解氧化的金属氧化物吸附剂的任意一种可燃燃料。为了该说明书的目的，短语“富集氧气的二氧化碳流股”是指其中相对于流股中气体的总体积氮气小于15体积％的气体流股。因此，初级烟道气流股将不要求试图除去氮气或大量的氮气以产生适用于从初级烟道气流股中隔离的富集二氧化碳的流股。类似地，“增氧燃烧”是指在含氧流股的存在下进行的燃烧，所述含氧流股基本不含氮气，即氮气小于15体积％。如果富集氧气的二氧化碳流股具有相对于初始燃料化学计量过量的氧气，则燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸气、一些氧气和其它痕量气体。然而，如果氧气相对于所述初始燃料的化学计量不足，则初级烟道气流股将包含一氧化碳、氢气以及二氧化碳、水蒸气和其它痕量气体。在此情况中，能够将一氧化碳和氢气即合成气用在分解反应器中作为分解燃料或另外用作提供至所述分解反应器的分解燃料的单独源。所述方法包括向燃料燃烧反应器中提供初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股。将所述初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股燃烧成初级烟道气流股。能够使用在富集氧气的二氧化碳流股中存在的二氧化碳以有助于控制燃烧反应器中的温度。因此，使用空气作为氧气源的常规燃烧反应器系统，利用本方法和系统易于更新，从而提供产生氮气即使存在也非常少的烟道气的优势，由此易于将二氧化碳从烟道气中分离。将初级烟道气分离成第一烟道气部分和第二烟道气部分，各种烟道气部分含有二氧化碳流股和水蒸气。可对第一烟道气部分进一步加工或处理以除去水并捕集二氧化碳。如果第一烟道气部分也包括大量的合成气，则该合成气能够与第一烟道气部分中的其它气体分离并用作燃料源。举例例且是非限制性的，也可将分离的合成气用作诸如费托反应的其它化学反应中的给料，以产生烃类产物。如果流股含有明显量的氧气，则能够将该氧气从第一气体部分中除去并用作分解反应器或其它地方中的氧化剂。将包括二氧化碳和水蒸气的第二烟道气部分循环至分解反应器。任选将水蒸气除去以产生包括二氧化碳和其它气体的干燥气体流股，然后将其供应至分解反应器。如上所述，其它气体可包括氧气或其它合成气，这取决于供应至燃烧反应器中用于与初始燃料燃烧的氧气的化学计量的量。将承载二氧化碳的该流股供应至分解反应器。在分解反应器中将该流股和氧化的金属氧化物吸附剂以及分解燃料，如果燃烧需要的话，进行燃烧以产生还原的金属氧化物、氧气和包含富集氧气的二氧化碳流股和水蒸气的次级烟道气流股，将其供应至燃烧反应器中。在循环至燃烧反应器之前，可将水蒸气从该次级烟道气流股中除去或不除去。然后将还原的金属氧化物吸附剂返回至氧化反应器中并在其中重新氧化。如果供应至分解反应器中的二氧化碳流股包括过量的氧气，则能够使用该氧气以有助于分解燃料的燃烧。如果供应至分解反应器中的二氧化碳流股包括合成气，则能够将合成气用作分解燃料或用于增加分解燃料的单独源。另外，从第 一部分初级烟道气流股中分离的任何氧气或合成气能够供应至分解反应器中以分别用作氧化剂或燃料。本发明的目的是提供一种在增氧燃烧系统中的分解反应器以从金属氧化物吸附剂中释放氧气并将燃料燃烧以产生氧气增多了的且基本不含氮气的二氧化碳流股的烟道气流股。然后将这种富集氧气的烟道气用作燃烧反应器中的氧化剂气体以与初始燃料发生燃烧，从而产生热量和基本不含氮气的燃烧烟道气。然后，容易地将二氧化碳从燃烧烟道气中分离。附图
简述根据如下说明、待审权利要求书和附图，将使得本发明的这些和其它目的、特征和优势变得易于理解，其中图I是增氧燃烧系统的第一示例性实施方案的示意图，所述系统包括空气反应器、分解反应器和燃烧反应器，其中金属氧化物吸附剂在分解反应器中释放氧气以产生富集氧气的二氧化碳流股，将该流股供应燃烧反应器中，在那里该流股与初始燃料进行燃烧。然后，在氧化反应器中将金属氧化物吸附剂再生或重新氧化，将空气分离成由金属氧化物吸附剂容纳的氧气和贫含氧气的空气流股；且图2是第二示例性实施方案，其中富集氧气的二氧化碳流股携带的氧气量不足以在燃烧反应器中将初始燃料完全燃烧，由此产生包括合成气即氢气和一氧化碳的初级烟道气流股。然后，可将合成气循环至分解反应器中以用作分解燃料。从而产生足以创造分解条件的热量，使得从氧化的金属氧化物吸附剂中释放氧气。发明详述使用具有至少三个反应器的增氧燃烧系统以将初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股进行燃烧，从而产生热量和基本不含氮气的初级烟道气流股。术语“基本不含”是指烟道气流股具有的氮气相对于初级烟道气流股中的其它气体为少于15体积％。所述增氧燃烧系统包括燃烧反应器、分解反应器和氧化反应器。通过控制富集氧气的二氧化碳流股的组成，能够控制燃烧期间燃烧反应器中的相对温度。因此，能够对先前利用空气作为氧气源的现有燃烧反应器进行更新，以将其作为其中易于从基本不含氮气的初级烟道气流股中捕集二氧化碳的增氧燃烧系统来运行。此外，由于能够控制燃烧反应器中的温度，所以与使用纯氧气作为氧化剂相比，能够避免燃烧反应器的过热和损伤。氧气的量相对于二氧化碳的量提高，通常与燃烧反应器的更高运行温度相关。将初始燃料与富集氧气的二氧化碳流股在燃烧反应器中燃烧以产生初级烟道气流股。能够容易地从初级烟道气流股中捕集二氧化碳，因为燃烧反应器中所使用的富集氧气的二氧化碳流股通常不含氮气。初级烟道气流股包含二氧化碳、水蒸气和其它气体。将初级烟道气流股分成第一烟道气部分和第二烟道气部分。从所述第一部分中，对水蒸气进行冷凝以留下富集二氧化碳的流股。从剩余气体中分离这种二氧化碳，以得到几乎纯的二氧化碳流股。然后将富集二氧化碳的气体封存在诸如地下贮层中或进行其它利用。如果期望，还能够对剩余气体进行分离。如果剩余气体含有大量的氧气，则能够捕集氧气并用于其它用途。如果剩余气体包含大量合成气即一氧化碳和氢气，则将合成气用作燃烧用燃料或用作其它化学转化如费托转化的给料而转化成更高级别的烃产物。分解反应器接收来自燃烧反应器的第二烟道气部分并使其富集氧气，以产生包括待在燃烧反应器中燃烧的富集氧气的二氧化碳流股的次级烟道气流股。除了从燃烧反应器接收的第二烟道气部分之外，分解反应器可还接收次级或分解燃料，将所述燃料进行燃烧以向分解反应器提供热量。在适当条件下，氧化的金属氧化物吸附剂在分解反应器中释放氧气以产生还原的金属氧化物吸附剂。部分使用所释放的氧气以与剩余的分解燃料燃烧并部分地使得源自燃烧反应器中的二氧化碳流股富集氧气，从而产生包括富集氧气的二氧化碳流股和水蒸气的次级烟道气流股。如果供应至分解反应器的二氧化碳流股包括过量氧气，则能够使用该氧气以有助于分解燃料的燃烧。如果供应至分解反应器中的二氧化碳流股包括合成气，则能够将合成气用作分解燃料或用于补充分解燃料的单独源。另外，从第一部分的初级烟道气流股中分离的任何氧气或合成气能够供应至分解反应器中以分别用作氧化剂或燃料。将还原的金属氧化物吸附剂返回至氧化反应器中。将空气供应至氧化反应器中，其中从空气中提取氧气并将还原的金属氧化物吸附剂重新氧化以产生被供应至分解反应器中的氧化的金属氧化物吸附剂。提取后的空气中不含氧气并主要由氮气和其它痕量气体构成，将其释放至大气中。将氧化的金属氧化物吸附剂与提取后的空气分离并回路返回至分解反应器。燃烧反应器和燃料燃烧反应器能够为其中能够将燃料或其它碳源与氧气完全或部分燃烧的任意一种反应器。例如所述燃烧反应器可以为用于电站或蒸汽发生器中的燃烧加热器或锅炉、或燃气涡轮机。或者，所述燃烧反应器可以为燃煤的燃烧反应器。所述燃烧反应器还可为流体催化裂化器(FCC)反应器中的催化剂再生器，其中在富集氧气的二氧化碳流股的存在下将沉积在催化剂颗粒上的焦炭烧掉。本领域中的技术人员应理解，使用氧气的其它燃烧类型的反应器也可使用且也在本发明的范围内。
对燃烧反应器进行设计以燃烧大量燃料如煤、石油焦、生物质、焦炭、天然气、炼厂燃料气、合成气和其它烃类燃料中的任意一种或多种燃料。所述燃料可以为气体、液体、固体或甚至其组合的形式。可对固体进行造粒或其它破碎，以得到合适的粒度。在富集氧气的二氧化碳流股存在下将这些燃料燃烧，所述流股为燃烧反应提供氧气。富集氧气的二氧化碳流股中氧气的体积百分比理想地为约10 50%，或更优选约15 30%，或约2(T25%。氧气的理想百分比部分取决于所燃烧的燃料和燃烧反应器中所要求的温度。此外，如果期望产生富集合成气而不是富集氧气的初级烟道气流股，则可使用化学计量计算以确定待被引入以与选择的燃料燃烧的合适量的氧气。氧气或合成气在初级烟道气流股中的相对含量也能够测量且然后能够调节富集氧气的二氧化碳流股的氧气含量以满足初级烟道气流股的期望组成。通过控制传送至分解反应器中的氧化的金属氧化物吸附剂的量，能够部分地调节富集氧气的二氧化碳流股中氧气的量。或者，能够控制诸如温度、氧气分压和分解反应器中的压力的条件，从而控制从氧化的金属氧化物吸附剂中释放的氧气的量。燃烧反应器的运行温度是确定富集氧气的二氧化碳流股中氧气的适当含量的另一个因素。例如燃烧反应器可最初已经设计用于使用空气作为用于燃烧中氧气的携带气体以在相对更低的温度下运行。如果将这种燃烧反应器用于根据本发明制造的更新的增氧燃烧系统中，则富集氧气的二氧化碳流股需要大量的二氧化碳以限制燃烧温度并防止对燃烧反应器或增氧燃烧系统中其它温度传感设备造成损害。与其中在富集氧气的二氧化碳流股中含有很少氮气的本发明的系统相反，在常规空气助燃的燃烧反应器中空气中携带的氮气 通常限制温度。共同运行以产生富集氧气的二氧化碳流股的分解反应器和氧化反应器代替常规燃烧系统中标准的空气或氧气源。当对常规燃烧系统进行更新时，例如利用本系统的分解反应器和氧化反应器代替空气源。初级烟道气流股在燃烧反应器的下游分开。本领域技术人员应理解，可使用大量装置来控制被分成第一烟道气部分和第二烟道气部分的烟道气的相对量。例如，能够使用具有可调节尺寸的开口的进口和两个出口喷嘴的导管，以调节传送至第一烟道气部分和第二烟道气部分中的烟道气的相对量。分解反应器分解反应器接收源自燃烧反应器的第二烟道气部分。此外，分解反应器可接收第二燃料或分解燃料，从而在分解反应器中发生燃烧以为氧化的金属氧化物吸附剂分解成氧气和还原的金属氧化物吸附剂提供合适的条件即温度。能够将水蒸气从第二烟道气部分中除去。或者，当引入分解反应器中时，第二烟道气部分可含有水蒸气。如果第二烟道气部分在其中含有足够的合成气，则不需要单独供应分解燃料。或者，可使用合成气以补充单独的分解燃料。在第二烟道气部分富含氧气并缺乏合成气的情况中，则在分解反应器中发生燃烧需要分解燃料。然而，如果第二烟道气部分富含氧气，则需要从氧化的金属氧化物吸附剂中产生的氧气将会减少。在机械上，所述分解反应器可以为其中实现气-固接触的任意一种反应器。实例包括固定床反应器、移动床反应器、夹带流反应器和流化床反应器。出于有效气固接触和良好的热管理的原因，优选将鼓泡流化床反应器作为分解反应器。传递到分解反应器的氧气耗尽的二氧化碳流股能够具有一定百分比范围的二氧化碳、氧气、水蒸气和其它杂质。理想地，含有二氧化碳流股的第二烟道气部分的温度为100^600oC，更优选15(T40(TC，甚至更优选20(T30(TC。期望尽可能高地保持第二烟道气部分的温度和热值，以有助于氧化的金属氧化物吸附剂的分解反应。运载第二烟道气部分的导管应尽量短并隔热以防止热损失。可将多种燃料用于分解反应器中的燃烧。这些燃料可以为气体、液体或固体形式或其组合的形式。关于气体，燃料可以为先前所述的合成气、天然气、炼厂气或上述气体的组合或其它含有易燃烃的气体。液体的非限制性实例包括燃料油、船用燃料和煤油。还可使用理想地进行造粒或其它研磨以提供小粒度的固体，其作为举例且非限制性地可包括煤、焦炭、木材和木炭。在一个实施方案中，燃烧反应器可以在氧气缺乏的模式下运行，由此防止初级燃烧的完全燃烧。由此初级烟道气可含有一氧化碳和氢气，所述一氧化碳和氢气能够用作分解反应器中的分解燃料。另外 ，在二氧化碳提纯工艺中从烟道气流股的第一部分中分离的一氧化碳和氢气也可用作分解 反应器的补充燃料。某些固体与氧气反应以形成氧化的金属氧化物吸附剂并在受热时分解以产生还原的金属氧化物吸附剂和气态氧。用于增氧燃烧系统中的金属氧化物吸附剂可包括负载在基质上的多种金属颗粒中的任意一种，其能够易于被氧化并还原，这取决于温度和氧气的分压。在分解反应器中的典型运行条件包括约60(ni00°C的温度。压力可以为广25绝压巴，更优选f 4绝压巴。作为实例且是非限制性地，将这种金属氧化物吸附剂的实例示于表I中。表I :金属氧化物吸附剂
权利要求
1.一种在燃烧过程中捕集二氧化碳的方法，所述方法包括如下步骤 (a)向初始燃料燃烧反应器中提供初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股，在该初始燃料燃烧反应器中将所述初始燃料和所述富集氧气的二氧化碳流股燃烧以产生热和包括水和二氧化碳流股的初级烟道气流股； (b)将所述初级烟道气流股分成第一烟道气部分和第二烟道气部分； (c)向分解反应器中供应所述第二烟道气部分、分解燃料和金属氧化物吸附剂，在该分解反应器中将所述氧化的金属氧化物吸附剂分解成还原的金属氧化物吸附剂和氧气，并利用一部分该氧气将所述分解燃料燃烧以产生包括所述步骤(a)中所使用的富集氧气的二氧化碳流股的次级烟道气流股。
(d)将所述还原的金属氧化物吸附剂转移至氧化反应器中，在那里在空气存在下将所述还原的金属氧化物吸附剂重新氧化成步骤(C)中所使用的所述氧化的金属氧化物吸附剂；以及 (e)从所述第一烟道气部分中捕集二氧化碳。
2.权利要求I的方法，其中 所述富集氧气的二氧化碳流股具有相对于所述初始燃料化学计量不足的氧气，使得所述初级烟道气包括二氧化碳、水蒸气、一氧化碳和氢气。
3.权利要求2的方法，其中 所述第二烟道气部分包括所述一氧化碳和氢气且将所述一氧化碳和氢气用作所述分解反应器中的所述分解燃料。
4.权利要求2的方法，其中 所述第二烟道气部分包括所述一氧化碳和氢气且在所述分解反应器中将所述一氧化碳和氢气与所述分解燃料一起进行燃烧。
5.权利要求2的方法，其中 所述第一烟道气部分包括一氧化碳和氢气；且 将所述一氧化碳和氢气从所述第一烟道气部分中分离并在所述分解反应器中进行燃烧。
6.权利要求I的方法，其中 所述富集氧气的二氧化碳流股具有化学计量过量的氧气，使得所述初始燃料在所述初级烟道气的存在下在所述燃烧反应器中完全燃烧，所述初级烟道气包括一氧化碳、水蒸气和氧气。
7.权利要求I的方法，其中 所述氧化的金属氧化物吸附剂选自负载在基质上的铜的氧化物(CuO)、锰的氧化物(Mn2O3)或钴的氧化物(Co3O4)中的一种或多种。
8.权利要求7的方法，其中 所述基质选自氧化铝、氧化硅、氧化铝氧化硅、氧化钛和氧化锆中的一种或多种。
9.权利要求I的方法，其中 所述富集氧气的二氧化碳流股具有相对于所述初始燃料化学计量不足的氧气。
10.权利要求I的方法，其中 所述富集氧气的二氧化碳流股具有相对于所述初始燃料化学计量过量的氧气。
11.权利要求I的方法，其中 将所述分解反应器保持在60(Tii0(rc的温度下。
12.一种捕集燃烧过程中的二氧化碳的增氧燃烧系统，所述增氧燃烧系统包含 (a)燃烧反应器，用于将初始燃料与富集氧气的二氧化碳流股进行燃烧以产生包括二氧化碳和水蒸气的初级烟道气流股； (b)氧化反应器，其利用空气将还原的金属氧化物吸附剂重新氧化成氧化的金属氧化物吸附剂； (c)分解反应器，其与所述氧化反应器连通以接收氧化的金属氧化物吸附剂并将还原的金属氧化物吸附剂返回至所述氧化反应器，且其与所述燃烧反应器连通以从所述燃烧反应器接收所述初级烟道气的一部分并将富集氧气的二氧化碳流股传递至所述初级燃烧反应器中；和 (d)分离设备，用于将二氧化碳从接收自所述燃烧反应器的所述初级烟道气流股中的一部分中分离出来； 其中在所述分解反应器中，所述氧化的金属氧化物吸附剂可释放氧气以产生还原的金属氧化物吸附剂，同时所述氧气部分地与分解燃料燃烧并部分地富集在接收自所述燃烧反应器的所述初级烟道气流股的一部分中以产生富集氧气的二氧化碳流股，将所述富集氧气的二氧化碳流股传递至所述燃烧反应器中以提供燃烧所使用的氧气源。
13.权利要求12的增氧燃烧系统，其中 所述燃烧反应器是流体催化裂化催化剂再生器、锅炉、燃烧加热器、电站蒸汽发生器、生物质热解焦炭燃烧器和燃气涡轮机中的一种。
14.一种更新燃烧系统的方法，包括 利用富集氧气的二氧化碳流股代替用作氧气源的空气以在燃烧反应器中与初始燃料燃烧； 其中从分解反应器中供应所述富集氧气的二氧化碳流股，其中将氧化的金属氧化物吸附剂分解成还原的金属氧化物吸附剂以产生氧气，所述氧气富集在二氧化碳流股中以产生供应至所述燃烧反应器中的所述富集氧气的二氧化碳流股。
15.权利要求14的方法，其中 将所述还原的金属氧化物吸附剂循环至空气反应器中，在所述空气反应器中空气与所述还原的金属氧化物吸附剂反应以产生供应至所述分解反应器的所述氧化的金属氧化物吸附剂和贫含氧气的空气流股。
16.权利要求14的方法，其中 所述分解反应器中的富集氧气的所述二氧化碳流股接收自所述燃烧反应器。
全文摘要
本发明公开一种用于捕集燃烧过程中的二氧化碳的增氧燃烧系统和方法。所述增氧燃烧系统包含(a)氧化反应器，用于对还原的金属氧化物进行氧化；(b)分解反应器，其中对分解燃料进行燃烧并对氧化的金属氧化物吸附剂进行还原并同时释放氧气，并产生具有富集氧气的二氧化碳流股的烟道气；(c)燃料燃烧反应器，用于将初始燃料和所述富集氧气的二氧化碳流股燃烧成初级烟道气；和(d)分离设备，用于将所述初级烟道气的一部分进行分离，从而制备富集二氧化碳的流股。所述方法包括向燃料燃烧反应器提供初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股。将所述初始燃料和富集氧气的二氧化碳流股燃烧成初级烟道气流股，将所述初级烟道气流股分成第一烟道气部分和第二烟道气部分。对所述第一烟道气部分进行加工以产生适用于隔离的高纯度二氧化碳流股。将所述第二烟道气部分传送至所述分解反应器中以提供热量并充当流体流股。所述初级烟道气可包括氧气或其它合成气体，取决于所述富集氧气的二氧化碳流股含有对于完全燃烧所需来说化学计量过量还是不足的氧气。
文档编号B01D53/62GK102639213SQ201080054053
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月30日
发明者R·A·加德哈弗 申请人:雪佛龙美国公司