专利名称：一种基于其主要用途可选择操作的热固工艺的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及热固工艺，基于热固工艺主要用途的特定性质，该热固工艺能够可选择操作，用于产生至少一个预定的输出。更特别地，本发明涉及这样一种热固工艺 该热固工艺可选择操作用于产生基于热固工艺主要用途的特定性质的至少一个预定的输出，其中，将这种热固工艺的主要用途设计为从一组热固工艺的主要用途中进行选择，该组主要用途包括以下中的至少两个产生用于发电的H2、产生用于发电和用于其它工业用途的合成气、产生蒸汽、产生过程热、产生用于农业用途的C02、以及产生用于生产液体碳氢化合物的一个非限制性示例诸如H2的给料。
背景技术：
当今世界面临关键的挑战，因为所有国家争取满足食物、住所、衣服和工作的基本的人类需求，这些都依赖于足够的能源供给。能源消耗上的巨大增长已由化石燃料-主要是煤炭、石油和天然气-来满足。随着能源需求持续增长，人们相信必须使环境问题、供应安全和经济影响整体平衡。然而，实际的经济增长和能源消耗仍紧密地联系着。在探求最终解决方案，以提供足够的能源供给持续的同时，必须考虑近期的、过渡时期的解决方案，以满足能源需求的当前增长。由于其在节约能源上的竭诚努力，化石燃料的开采、钻孔、运输、加工和使用中的技术改进当然可以延展能源储备。相似地，利用先进的清洁化石燃料技术能够拓宽世界上大量的化石燃料资源的使用，这些技术包括使用各种形式的热固工艺，诸如非限制性示例包括化石燃料气化、流化床燃烧或混合燃烧-气化化石燃料技术。众所周知，根据发电系统的操作模式，发电系统的蒸汽发生器通过燃烧汽轮机中的化石燃料产生蒸汽。。这种通常既高温又高压的蒸汽在上述的汽轮机中膨胀，以从而实现汽轮机的旋转。汽轮机的这种旋转又以公知的方式进行操作，以使与汽轮机恰当地可操作地连接的发生器也旋转。因此，当发生器进行这种旋转时，使一导体移动经过磁场，从而产生要产生的电流。先前描述的操作模式从根本上是基础，甚至今天仍以该基础建立发电系统。为了使发电系统实现较高的效率，人们尝试提高这种发电系统中的蒸汽发生器的工作温度和压力。迄今为止，通过这些尝试，目前的发电系统采用的商业蒸汽发生器已经能够在次临界压力条件下或者在超临界压力条件下进行工作。通过改进，发电系统中使用的蒸汽发生器的材料强度已经改进达到这种要求，因此，这种蒸汽发生器既在高温又在高压下进行操作。参照先前所述的各种形式热固工艺，特别是化石燃料气化技术，进一步讨论先进的清洁化石燃料技术，其中，首先要关注非限制性示例是1952年7月8日对美国The Μ. W. Kellogg公司颁发的美国专利第2，602，809号。将美国专利第2，602，809号的教导看作化石燃料气化技术类型的持续演变中的早期开发的示例的表示，其中，使用热固工艺。为此，根据其教导，美国专利第2，602，809号的教导指向特别适合于低水平固体含碳材料气化的工艺。更特别地，在与美国专利第2，602，809号的教导所指向的工艺的操作模式有关的范围内，将固体含碳材料设计为要被氧化，以将这种固体含碳材料用空气通过间接氧化转变为碳氧化物，用这种方法使空气的氮不会污染析出气体。这种固体含碳材料的气化通过流化的金属氧化物交替氧化还原来实现。根据美国专利第2，602，809号的教导，金属氧化物与细碎粒的固体含碳材料在一定条件下接触以使金属氧化物还原并且固体燃料的碳被氧化为碳氧化物，结果，固体燃料被转变为气体，金属氧化物是碳的氧化所需的氧的主要来源。因此，在将金属氧化物还原之后，所还原的金属氧化物经受再氧化，因此，工艺循环能够再次重复。进一步参照先前上文已参照过的，使用各种形式的热固工艺的先进的清洁化石燃料技术的化石燃料气化技术，要再关注的非限制性示例为1986年7月四日对美国 Combustion Engineering公司颁发的美国专利第4，602, 573号。美国专利第4，602, 573号的教导被看作化石燃料气化技术类型的持续演变中的进一步开发的示例的表示，其中使用热固工艺。为此，根据其教导，将美国专利第4，602，573号的教导叙述为指向将含碳燃料气化和燃烧的方法，并且更特别地指向综合工艺，其中，将含硫和氮的含碳燃料气化，以产生富一氧化碳的低热值(BTU)可燃气体，该气体用来随后在蒸汽发生器中与附加的含碳燃料燃烧。更具体地，在与美国专利第4，602，573号的教导指向的工艺的操作模式有关的范围内，将含硫和氮的含碳燃料的第一部分在气化反应器中，在还原空气气氛下，气化为空气的还原气体，以产生具有低热值(BTU)含量的热的、含炭(Char)的、富一氧化碳的可燃气体。 此后，将固硫材料放入气化反应器，使得在有固硫材料时实现含碳燃料的气化，因此，含碳燃料中被气化的硫的基本部分被固硫材料获取。下面此处将进一步关注先前上文已参照的，使用各种形式热固工艺的先进的清洁化石燃料技术，特别是流化床燃烧技术。因此，特别要关注一个非限制性示例，即1978年9 月 5 日对美国 MetallgesellschaftAktiengesellschaft 公司颁发的美国专利第 4，111，158 号。美国专利第4，111，158号的教导被看作使用热固工艺类型的流化床燃烧技术类型的持续演变中的早期开发的示例的代表，。为此，根据其教导，将美国专利第4，111，158号的教导叙述为指向一种用于实现放热工艺的方法和装置，其中，固体进料包括可燃物，例如，含碳化合物或含硫化合物。并且，在与美国专利第4，111，158号的教导所指向的方法和装置的操作模式有关的范围内，将固体进料的可燃化合物设计为在流化床中在近似化学计算的条件下被燃烧。此后，固体进料的可燃化合物的这种燃烧结果产生的固体被从流化床取出， 被再循环回到流化床，同时从固体进料的可燃化合物的这种燃烧产生的热可以被回收。进一步参照先前上文已参照的先进的清洁化石燃料技术的流化床燃烧技术，其中，使用各种形式的热固工艺，下面此处通过示例和非限制的方式关注1996年7月9日对美国Ahlstrom公司颁发的美国专利第5，533，471号。美国专利第5，533，471号的教导被看作使用热固工艺类型流化床燃烧技术类型的持续演变中的进一步开发的示例的代表。为此，根据其教导，将美国专利第5，533,471号的教导叙述为指向系统和方法，该系统和方法通过允许用于冷却固体材料的足够的热传递表面积来允许有效地控制流化床反应器的温度。更具体地，在与美国专利第5，533，471号的教导所指向的系统和方法的操作模式有关的范围内，使用循环(快速)流化床和沸腾(慢速)流化床。并且，这两个流化床互相邻接安装，第一和第二互连部在两个流化床之间，通常，沸腾流化床的流化气体引入栅格位于循环流化床流化气体引入栅格的下面。因为沸腾流化床整体具有大体上恒定的密度，有一清晰的分界线在其顶部，第一互连部设置在沸腾流化床的顶部之上，使得两个流化床之间的压力和密度条件导致粒子从循环流化床经过第一互连部流动到沸腾流化床。然而，由于沸腾流化床的平均密度比循环流化床的密度高，压力和密度条件使在沸腾流化床中处理之后的粒子(例如，在将其中的粒子冷却之后)经过第二互连部返回循环流化床。进一步讨论先前上文已参照的先进清洁化石燃料技术，其中，使用各种形式的热固工艺，并且特别使用混合燃烧-气化技术，首先要关注的非限制性示例是1981年6月8 日对美国孟山都公司(Monsanto Company)颁发的美国专利第4，272，399号。美国专利第 4，272，399号的教导被看作是使用热固工艺的混合燃烧_气化技术类型的持续演变中的早期开发的示例的代表。为此，根据其教导，将美国专利第4，272，399号的教导叙述为指向用于从含碳材料产生高纯度合成气体的统一工艺。更具体地，在涉及美国专利第4，272，399 号的教导所所指的统一工艺的工作模式的范围内，使用一种含金属-氧材料作为含碳材料氧化气化时氧和热的转移媒介，该含金属-氧材料的特点表现为热和氧的载体，并总体上可被视作氧化剂。并且，使用蒸汽、二氧化碳、合成气体或其混合物将氧化剂流化并输送通过上升流、直流系统。因此，根据主题的统一工艺的工作模式，合成气体首先被氧化剂氧化加热，在氧化剂还原区域中形成水和二氧化碳，然后在气化区域中接触接触氧化剂和含碳材料气体。此外，将含碳材料以一种方法氧化为绝大部分为一氧化碳和氢，使得包含在空气中的氮不污染析出合成气体。此外，含碳材料的气化由流化的氧化剂的交替氧化和还原来实现。因此，在这种气化之后，可能以基本金属或较低被氧化状态形式存在的被还原的氧化剂在氧化区域中被再氧化，并且从而重复循环。进一步讨论先前上文已参照过的使用各种形式的热固工艺的先进清洁化石燃料技术，特别是混合燃烧-气化技术，要关注的非限制性示例为2006年8月1日对美国ALSTOM Technology公司颁发的美国专利第7，083，658号。美国专利第7，083，658号的教导被看作使用热固工艺的混合燃烧-气化技术类型的持续演变中的进一步开发的示例的代表。为此，根据其教导，将美国专利第7，083，658号的教导叙述为指向使用化石燃料、生物量、石油焦炭或任何其它含碳燃料来产生用于发电的氢的装置，其将二氧化碳(C02)的排放最小化或消除。更具体地，在涉及美国专利第7，083，658号的教导所指的装置的工作模式的范围内，使用气化器从含碳燃料产生气体产品，该气化器包括一个第一化学工艺循环，该第一化学工艺循环包括放热的氧化剂反应器和吸热的还原剂反应器。并且，放热的氧化剂反应器具有CaS入口、热空气入口和CaS04/废气出口。吸热的还原剂反应器具有与放热的氧化剂反应器CaS04/废气出口流动连通的CaS04入口、与放热的氧化剂反应器CaS入口流动连通的CaS/气体产品出口、以及用于接收含碳燃料的材料入口。此外，CaS在放热的氧化剂反应器中的空气中被氧化，以形成热CaS04排放到吸热的还原剂反应器中。此外，在吸热的还原剂反应器中接收的热CaS04和含碳燃料利用CaS04的热含量产生吸热反应，使含碳燃料将氧从CaS04分离，以形成CaS和气体产品。此后，将CaS排到放热的氧化剂反应器，并且使气体产品从第一化学工艺循环排出。因此，本发明的目的是为了提供热固工艺，基于热固工艺的主要用途的特定性质， 该热固工艺是可选择操作的。本发明的另一目的是为了提供一种热固工艺，这种热固工艺能够选择性操作用于产生至少一个预定的输出。本发明的又一目的是为了提供一种热固工艺，基于该热固工艺的主要用途的特定性质，用于产生至少一个预定的输出的热固工艺能够可选择地操作以产生这种预定的输
出ο本发明的又一目的是为了提供一种热固工艺，基于热固工艺的主要用途的特定性质，这种用于产生至少一个预定输出的热固工艺能够选择性操作以产生至少一个预定的输出，并且其中，将这种热固工艺的主要用途设计为预选自一组热固工艺的主要用途。本发明的又一目的是为了提供一种热固工艺，基于热固工艺的主要用途的特定性质，这种用于产生至少一个预定输出的热固工艺能够选择性操作用于产生这种至少一个预定的输出，并且其中，将这种热固工艺的主要用途设计为预选自一组热固工艺的主要用途， 包括用于发电的H2、用于发电和用于其它工业用途的合成气、用于发电和用于其它用途的蒸汽生产、过程热生产、用于农业用途的C02生产、以及给料，例如非限制性示例为用于液体碳氢化合物生产的H2。本发明的又一目的是为了提供一种热固工艺，该热固工艺提供起来相对便宜、使用起来相对简单、并且以其强大的多功能性为特征，这在该热固工艺在与热固工艺的主要用途有关的范围内体现，因此通过使用本发明的热固工艺，产生至少一个预定输出，用于这种热固工艺的主要用途。
发明内容
根据本发明提供的一种热固工艺，基于热固工艺主要用途的特定性质，为此至少一个预定输出被产生，该热固工艺能够选择性操作用于产生从多个预定的输出中选出的至少一个预定的输出，诸如非限制性示例H2和C02，并且其中，将这种热固工艺的主要用途设计为预选自一组热固工艺的主要用途，该组主要用途包括用于发电的H2、用于发电和用于其它工业用途的合成气、用于发电和用于其它用途的蒸汽生产、过程热生产、用于农业用途的C02生产、以及作为非限制性示例的给料诸如用于液体碳氢化合物生产的H2。为此，根据本发明的热固工艺的操作模式，通过示例和非限制的方式优选地为诸如CaS的基于吸附剂的石灰石，将石灰石设计为在氧化反应器中燃烧，这种氧化反应器通过示例和非限制的方式优选地为循环床反应器，从而从这种基于吸附剂的石灰石的燃烧中产生热CaS04。从而，又将该热CaS04设计为在还原反应器中使用，这种还原反应器通过示例和非限制的方式优选地为循环床反应器，根据热固工艺主要用途的特定性质，为此至少一个预定输出被产生，用于产生至少一个预定输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第一示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为用于发电的H2时，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途；并且在该实施例中， 来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于发电的H2时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和CaS04，并且在此情况下中，将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出，为用于发电的H2，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第二示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为用于发电和其它用途的合成气时，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途；并且在该实施例中，来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于发电和其它用途的合成气时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和 CaS04，并且在此情况下中，将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出，为用于发电和其它用途的合成气，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第三示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为用于发电和其它用途的蒸汽生产时，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途; 并且在该实施例中，来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于发电和其它用途的蒸汽生产时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和CaS04，并且在此情况下中，将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出， 为用于发电和其它用途的合成气，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第四示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为用于过程热的生产时，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途；并且在该实施例中，来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于过程热的生产时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和CaS04，并且在此情况下中， 将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出，为用于过程热的生产，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第五示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为用于农业用途的C02生产时，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途；并且在该实施例中，来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于农业用途的C02生产时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和CaS04，并且在此情况下中，将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出，为用于农业用途的C02生产，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。根据本发明的热固工艺的操作模式的第六示例性实施方式，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的，氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；当预选热固工艺的主要用途为产生给料时，作为非限制性示例为用于生产液体碳氢化合物的H2，该输入包括CaS和空气，其中，在根据本发明的热固工艺操作模式的本实施例中产生至少一个预定输出，用于所述预选热固工艺的主要用途；并且在该实施例中，来自这种氧化反应器中的输出包括粉尘、 CaS04和N2。然而，在本发明的热固工艺的操作模式的本实施方式中使用的氧化反应器的输入当燃料被设计为根据本实施方式燃烧时，该输入包括固体含碳燃料，非限制性的示例诸如煤炭；且当预选热固工艺的主要用途为用于产生生产液体碳氢化合物的H2时，该输入包括固体含碳燃料、CaC03、蒸汽和CaS04，并且在此情况下中，将来自这种还原反应器中的输出设计为至少一个预定输出，为用于产生生产液体碳氢化合物的H2，该预定输出基于热固工艺的主要用途的特定性质，为该特定性质产生至少一个预定的输出。
图1是根据本发明的热固工艺的示意图；图2是根据本发明的热固工艺的操作模式的第一示例性实施方式的示意图；图3是根据本发明的热固工艺的操作模式的第二示例性实施方式的示意图；图4是根据本发明的热固工艺的操作模式的第三示例性实施方式的示意图；图5是根据本发明的热固工艺的操作模式的第四示例性实施方式的示意图。图6是根据本发明的热固工艺的操作模式的第五示例性实施方式的示意图。图7是根据本发明的热固工艺的操作模式的第六示例性实施方式的示意图。
具体实施例方式现在参照图1，其中，在图1中描述了总体上由图1中的附图标记10表示的热固工艺的示意图，根据本发明，该热固工艺被设计为可操作用于产生预定的输出，其中，此处预定的输出在图1中分别由箭头12和箭头13表示，基于热固工艺的主要用途的特定性质，为此产生预定输出12、13。根据在图1中示意性表示的本发明的热固工艺的操作模式，基于热固工艺的特定性质，用于产生预定的输出12、13，将热固工艺的主要用途设计为预选自一组热固工艺的主要用途，该组主要用途包括以下中的至少两个用于发电的H2、用于发电和用于其它工业用途的合成气、用于发电和用于其它用途的蒸汽生产、过程热生产、用于农业用途的C02生产、以及给料，例如作为非限制性示例的用于液体碳氢化合物生产的H2。根据本发明的优选的操作模式，将本发明的热固工艺10设计为使用空气、固体含碳燃料，例如作为非限制性示例的煤炭、钙源和蒸汽来实现产生预定的输出12，13，基于热固工艺的主要用途的特定性质，且预定输出12，13为此特定性质产生。为此，基于热固工艺主要用途的特定性质，产生这样预定的输出12，13，该主要用途依照本发明被设计为经过预选，该预定输出12，13依照本发明的热固工艺10的操作模式产生且被设计为例如为适用于发电用途的H2，或用于发电用途和用于其它工业用途的合成气，或用于农业用途的C02 或一种给料，例如作为非限制示例的用于液体碳氢化合物生产的H2，或来自通过使用本发明的热固工艺10产生的热，用于发电和用于其它用途的蒸汽或过程热。进一步参照图1，根据本发明的热固工艺10的优选的操作模式，将总体上由图1 中的附图标号14表示的还原反应器和总体上由图1中的附图标号16表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用。并且，根据本发明的热固工艺10的优选的实施方式，将固体含碳燃料，非限制性示例例如煤炭，作为输入供应到还原反应器14中，并被设计为使用空气间接燃烧，其中此处煤炭由图1中的箭头18表示。为此，，钙源被设计为根据本发明的热固工艺10的优选的操作模式被加入且以示例和非限制的方式作为输入被供应到还原反应器14，其中，此处钙源由图1中的箭头20表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源20可以同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器14的输入。这种钙源20可从组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO)或石膏或从循环床锅炉中得来的废床材料，作为非限制性示例，该钙源20优选地包括石灰石(CaC03)。 进一步参照本发明的热固工艺10的优选的操作模式，将根据本发明的热固工艺10的优选的操作模式附加的这种石灰石(CaC03)20设计为可操作用于在还原反应器14中获取包含在固体含碳燃料18中的硫(S)，从而在还原反应器14中产生从固体含碳燃料18中得来的硫化钙(CaS)。这种硫化钙(CaS)由图1中的箭头22表示的，作为还原反应器14的输出， 从还原反应器14中引出，因此，将这种硫化钙(CaS) 22设计为作为输入供应到氧化反应器 16。在氧化反应器16中，硫化钙(CaS) 22与空气以放热反应进行燃烧，从而实现在氧化反应器16中产生来自于硫化钙(CaS)的硫酸钙(CaS04)，其中，此处空气由图1中的箭头对表示。从而将由图1中的箭头沈表示的这种硫酸钙(CaS04)设计排出，作为来自氧化反应器16的一种输出，因此，将这种硫酸钙(CaS04)设计为作为还原反应器14的输入循环回到还原反应器14，从而用于提供氧和热，在还原反应器14中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料18，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04) 26还原为硫化钙(CM) 22，从而允许进行连续的循环。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式，将蒸汽优选地也作为输入供应到还原反应器14，并且其中，此处蒸汽由图1中的箭头观表示。再参照图1，将在还原反应器14中的固体含碳燃料18的燃烧设计为使预定的输出12能够在还原反应器14中产生，并且在固体含碳燃料18的这种燃烧过程中，将包含在固体含碳燃料18中的碳和氢转变为合适形式的析出气体，以能够作为根据本发明的热固工艺10的操作模式设计产生的预定的输出12。此外，通过对氧化反应器16中燃烧硫化钙 (CaS) 22期间释放的热进行应用，将作为输入供应到氧化反应器16的给水被设计为经转变产生预定的输出13，并且其中，此处给水由图1中的附图标号30表示。同样，如在图1中由附图标号23表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(拟)设计为通过出口(为了保持图片清晰而没有在图中示出)排出，将氧化反应器16设计为适用于提供该用途，其中，氮(N2) 从发生在氧化反应器16中的硫化钙(CaS) 22的氧化残留而来。接下来此处将参照图2，其中，在图2中描述了总体上由图2中的附图标号32表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式的示意图，将该第一示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，且为此性质产生至少一个预定的输出34，该至少一个预定的输出34产生用于发电用途的H2，其中，此处至少一个预定的输出在图2中由箭头34表示。进一步参照图2，将总体上由图2中的附图标号36表示的还原反应器和总体上由图2中的附图标号38 表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用。根据本发明及本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式32，基于以产生预定的输出34的本发明的热固工艺10为主要用途的特定性质，可操作用于产生至少一个预定的输出34，为产生用于发电用途的H2。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式32，固体含碳燃料，如作为非限制性示例的煤炭，设计为使用空气间接燃烧，并且其中，作为输入供应到还原反应器36的此处煤炭由图2中的箭头40表示。为此，根据本发明的热固工艺10 的操作模式的第一示例性实施方式32，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入供应到还原反应器36，并且其中，设计为附加的此处钙源由图2中的箭头42表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源42可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器36的输入。此外，此处作出标记表示根据本发明的热固工艺10的第一示例性实施方式32，将蒸汽优选地作为输入供应到还原反应器36，其中，此处蒸汽由图2中的箭头 44表示。并且，这种钙源42可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO) 或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例，该钙源42优选地包括石灰石 (CaCCXB)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式32，将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式32附加的这种石灰石(CaC03)42 设计为可操作用于在还原反应器36中获取包含在固体含碳燃料40中的硫(S)，以从而在还原反应器36中产生硫化钙(CM)。从而将由图2中的箭头46表示的这种硫化钙(CaS) 作为还原反应器36的输出，从还原反应器36中排出，接着，将这种硫化钙(CaS) 46设计为作为输入供应到氧化反应器38。在氧化反应器38中，将硫化钙(CaS) 46与空气以放热反应进行燃烧，从而在氧化反应器38中产生从硫化钙(CaS)中得来的硫酸钙(CaS04)，其中， 将设计为作为输入供应到氧化反应器38的此处空气由图2中的箭头48表示。此外，如在图2中由附图标号47表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(N2)设计为通过出口(为了清晰表示而没有在图中示出)排出，将氧化反应器38设计为适用于提供该用途，其中，氮 (N2)从发生在氧化反应器38中的硫化钙(CaS) 46的氧化残留而来。进一步参照图2，将由图2中的箭头50表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器38的输出而排出，因此，将这种硫酸钙(CaS04) 50设计为作为还原反应器36的输入，循环回到还原反应器36，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器36中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料40，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04)50还原为硫化钙(CaS) 46， 以从而允许进行连续的循环。将在还原反应器36中的固体含碳燃料40的燃烧设计为能够在还原反应器36中产生预定的输出34、且在固体含碳燃料40的这种燃烧过程中，将包含在固体含碳燃料40中的碳和氢转变为析出气体，其中，将这种析出气体设计为合适的形式， 以能够作为通过使用本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式32产生的所述至少一个预定的输出34，以产生用于发电用途的H2，该预定输出基于热固工艺主要用途的特定性质，且为此特定性质产生预定输出34。接下来此处将参照图3，其中，在图3中描述了总体上由图3中的附图标记52表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第二示例性实施方式的示意图，将该第二示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，为此性质产生至少一个预定的输出54，该至少一个预定的输出54，该至少一个预定的输出产生用于发电和用于其它工业用途的合成气，并且其中，此处至少一个预定的输出在图3中由箭头M表示。进一步参照图3，将总体上由图3中的附图标号56表示的还原反应器和总体上由图3中的附图标号58表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用，根据本发明，基于热固工艺的主要用途的特定性质，其中至少一个预定输出为此特定性质而产生，本发明的热固工艺10可操作用于产生至少一个预定的输出 M，该至少一个预定的输出M为产生用于发电和用于其它工业用途的合成气。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第二示例性实施方式52，将固体含碳燃料，如作为非限制性示例的煤炭，设计为使用空气间接燃烧，并且其中，作为输入供应到还原反应器56的此处煤炭由图3中的箭头60表示。为此，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第二示例性实施方式52，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入供应到还原反应器56，其中， 设计为附加的此处钙源由图3中的箭头62表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源62 可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器56的输入。此外，此处作出标记表示根据本发明的热固工艺10的第二示例性实施方式52，将蒸汽优选地作为输入供应到还原反应器56，并且其中，此处蒸汽由图3中的箭头64表示。并且，这种钙源62可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO) 或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例，该钙源62优选地包括石灰石 (CaCCXB)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第二示例性实施方式52，将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第二示例性实施方式52附加的这种石灰石(CaC03)62 设计为可操作用于在还原反应器56中获取包含在固体含碳燃料60中的硫(S)，从而实现在还原反应器56中产生从硫( 来的硫化钙(CM)。从而将由图3中的箭头66表示的这种硫化钙(CaS)作为还原反应器56的输出，从还原反应器56中排出，接着，将这种硫化钙 (CaS)66设计为作为输入供应到氧化反应器58。在氧化反应器58中，将硫化钙(CM)66与空气以放热反应进行燃烧，从而实现在氧化反应器58中产生从硫化钙(CM) 66中得来的硫酸钙(CaS04)，并且其中，将设计为作为输入供应到氧化反应器58的此处空气由图3中的箭头68表示。此外，如在图3中由附图标号67表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(N2) 设计为通过出口(为了表示清晰而没有在图中示出)排出，将氧化反应器58设计为适合提供该用途，其中，氮(拟)从发生在氧化反应器58中的硫化钙(CaS)66的氧化残留而来。进一步参照图3，将由图3中的箭头70表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器58的输出而排出，因此，将这种硫酸钙(CaS04) 70设计为作为还原反应器56的输入，循环回到还原反应器56，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器56中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料60，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04)70还原为硫化钙(CaS) 66， 从而实现允许进行连续的循环。将在还原反应器56中的固体含碳燃料60的燃烧设计为能够在还原反应器56中产生预定的输出M，并且在固体含碳燃料60的这种燃烧过程中，将包含在固体含碳燃料60中的碳和氢转变为析出气体，其中，将这种析出气体设计为合适的形式，以能够作为通过使用本发明的热固工艺10的操作模式的第一示例性实施方式52产生的所述至少一个预定的输出54，以产生用于发电用途和其他用途的合成气，该预定输出基于热固工艺主要用途的特定性质，且为此特定性质产生预定输出M。接下来此处将参照图4，其中，在图4中描述了总体上由图4中的附图标号72表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式的示意图，将该第三示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，为此性质产生至少一个预定的输出74，该至少一个预定的输出为用于发电和用于其它用途的蒸汽生产，其中，此处至少一个预定的输出在图4中由箭头74表示。进一步参照图4，将总体上由图4中的附图标号76表示的还原反应器和总体上由图4中的附图标号78表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用，根据本发明，基于热固工艺的主要用途的特定性质，其中至少一个预定输出为此特定性质而产生，本发明热固工艺10可操作用于产生至少一个预定的输出74为用于发电和用于其它用途的蒸汽生产。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式72，将固体含碳燃料，如作为非限制性示例的煤炭，设计为使用空气间接燃烧，并且其中，作为输入供应到还原反应器76的此处煤炭由图4中的箭头80表示。为此，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式72，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入供应到还原反应器76，并且其中，设计为附加的此处钙源由图4中的箭头82表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源82可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器76的输入。此外，此处作出标记表示根据本发明的热固工艺10的第三示例性实施方式 72，将给水优选地作为输入供应到氧化反应器78，并且其中，此处给水由图4中的箭头84表
7J\ ο并且，这种钙源82可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO) 或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例，该钙源82优选地包括石灰石 (CaCCXB)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式72，将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式72附加的这种石灰石(CaC03)82 设计为可操作用于在还原反应器76中获取包含在固体含碳燃料80中的硫(S)，从而实现在还原反应器76中产生从硫( 来的硫化钙(CM)。从而将由图4中的箭头86表示的这种硫化钙(CaS)作为还原反应器76的输出，从还原反应器76中排出，接着，将这种硫化钙(CaS)86设计为作为输入供应到氧化反应器78。在氧化反应器78中，将硫化钙(CM)86与空气以放热反应进行燃烧，从而实现在氧化反应器78中产生从硫化钙(CM) 86中得来的硫酸钙(CaS04)，并且其中，将设计为作为输入供应到氧化反应器78的此处空气由图4中的箭头88表示。同样，如在图4中由附图标号87表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(N2) 设计为通过出口(为了表示清晰而没有在图中示出)排出，将氧化反应器78设计为适合提供该用途，其中，氮(拟)从发生在氧化反应器78中的硫化钙(CaS)86的氧化残留而来。进一步参照图4，从而将由图4中的箭头90表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器78的输出而排出，因此，将这种硫酸钙(CaS04)90设计为作为还原反应器 76的输入，循环回到还原反应器76，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器76中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料80，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04)90还原为硫化钙 (CaS)86,以从而允许进行连续的循环。将在还原反应器76中的固体含碳燃料80的燃烧设计为在固体含碳燃料80的这种燃烧过程中将包含在固体含碳燃料80中的碳和氢转变为析出气体。进一步参照本发明的热固工艺10的第三示例性实施方式72，根据本发明的热固工艺10的第三示例性实施方式72，通过对氧化反应器78中燃烧硫化钙(CM) 86期间释放的热进行应用，将作为输入供应到氧化反应器78的给水84设计转变为从氧化反应器78生产预定的输出74，该预定的输出74基于热固工艺10的主要用途的特定性质，通过使用本发明的热固工艺10的操作模式的第三示例性实施方式72产生，用于发电和用于其它用途的蒸汽生产，其中至少一个预定的输出74为所述特定性质产生。接下来此处将参照图5，其中，在图5中描述了总体上由图5中的附图标号92表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式的示意图，将本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，为此性质产生至少一个预定的输出94，该至少一个预定的输出94为用于过程热生产，并且其中，此处至少一个预定的输出在图5中由箭头94表示。进一步参照图5，将总体上由图5中的附图标号96表示的还原反应器和总体上由图5中的附图标号98表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用，根据本发明，基于热固工艺的主要用途的特定性质，其中至少一个预定输出为此特定性质而产生，本发明热固工艺10可操作用于产生至少一个预定的输出94为用于过程热生产。 并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式92，将通过示例和非限制的方式诸如煤炭的固体含碳燃料设计为使用空气间接燃烧，并且其中，作为输入，供应到还原反应器96的此处煤炭由图5中的箭头100表示。为此，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式92，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入，供应到还原反应器96，并且其中，设计为附加的此处钙源由图5中的箭头102表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源102可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器96的输入。。此外，此处作出标记表示根据本发明的热固工艺10的第四示例性实施方式92，将给水优选地作为输入供应到氧化反应器98，并且其中，此处给水由图5 中的箭头104表示。并且，这种钙源102可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO) 或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例，该钙源102优选地包括石灰石 (CaCCXB)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式92，将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式92附加的这种石灰石(CaC03) 102 设计为可操作用于在还原反应器96中获取包含在固体含碳燃料100中的硫(S)，从而实现在还原反应器96中产生硫化钙(CaS)。从而将由图5中的箭头106表示的这种硫化钙 (CaS)作为还原反应器96的输出，从还原反应器96中排出，接着，将这种硫化钙(CaS) 106 设计为作为输入供应到氧化反应器98。在氧化反应器98中，将硫化钙(CaS) 106与空气以放热反应进行燃烧，从而实现在氧化反应器98中产生从硫化钙(CaS) 106中得来的硫酸钙 (CaS04)，并且其中，将设计为作为输入供应到氧化反应器98的此处空气由图5中的箭头 108表示。同样，如在图5中由附图标号107表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(N2) 设计为通过出口(为了清晰表示而没有在图中示出)排出，将氧化反应器98设计为适合提供该用途，其中，氮(拟)从发生在氧化反应器98中的硫化钙(CaS) 106的氧化残留而来。进一步参照图5，从而将由图5中的箭头110表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器98的输出而排出，因此，将这种硫酸钙(CaS04)110设计为作为还原反应器 96的输入，循环回到还原反应器96，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器96中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料100，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04) 110还原为硫化钙 (CaS) 106，从而允许进行连续的循环。将在还原反应器96中的固体含碳燃料100的燃烧设计为在固体含碳燃料100的这种燃烧过程中将包含在固体含碳燃料100中的碳和氢转变为析出气体。进一步参照本发明的热固工艺10的第四示例性实施方式92，根据本发明的热固工艺10的第四示例性实施方式92，通过对氧化反应器98中燃烧硫化钙(CM) 106期间释放的热进行应用，将作为输入供应到氧化反应器98的给水104设计转变为从氧化反应器 98生产至少一个预定的输出94，该至少一个预定的输出94基于热固工艺10的主要用途的特定性质，通过使用本发明的热固工艺10的操作模式的第四示例性实施方式92产生，用于过程热的生产，其中至少一个预定的输出74为所述特定性质产生。接下来此处将参照图6，其中，在图6中描述了总体上由图6中的附图标号112表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式的示意图，将本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，为此性质产生至少一个预定的输出114， 该至少一个预定的输出为产生用于农业用途的C02，并且其中，此处至少一个预定的输出在图6中由箭头114表示。进一步参照图6，将总体上由图6中的附图标号116表示的还原反应器和总体上由图6中的附图标号118表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺 10中使用，根据本发明，基于热固工艺的主要用途的特定性质，其中至少一个预定输出为此特定性质而产生，本发明热固工艺10可操作用于产生至少一个预定的输出114为用于农业用途的C02。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式112，将固体含碳燃料，如作为非限制性示例的煤炭，设计为使用空气间接燃烧，并且其中，设计为作为输入，供应到还原反应器116的此处煤炭由图6中的箭头120表示。为此，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式112，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入供应到还原反应器116，并且其中，设计为附加的此处钙源由图6中的箭头122表示。 然而，不脱离本发明的本质，这种钙源82可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器116的输入。并且，这种钙源122可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO)或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例该钙源102优选地包括石灰石(CaC03)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式112， 将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式112附加的这种石灰石 (CaC03) 122设计为可操作用于在还原反应器116中获取包含在固体含碳燃料120中的硫 (S)，从而实现在还原反应器116中产生硫化钙(CaS)。从而将由图6中的箭头1 表示的这种硫化钙(CaS)作为还原反应器116的输出，从还原反应器116中排出，接着，将这种硫化钙(CaS) IM设计为作为输入供应到氧化反应器118。在氧化反应器118中，将该硫化钙(CaS) 124与空气以放热反应进行燃烧，以从而实现在氧化反应器118中产生硫酸钙 (CaS04)，并且其中，将设计为作为输入供应到氧化反应器118的此处空气由图6中的箭头 1 表示。同样，如在图6中由附图标号125表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮设计为(N2)通过出口(为了清晰表示而没有在图中示出)排出，将氧化反应器118设计为适合提供该用途，其中，氮(拟)从发生在氧化反应器118中的硫化钙(CaS)IM的氧化残留而来。进一步参照图6，从而将由图6中的箭头1 表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器118的输出而排出，因此，将这种硫酸钙(CaS04) 128设计为作为还原反应器 116的输入，循环回到还原反应器116，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器116中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料120，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04)U8还原为硫化钙(CaS) 124，以从而允许进行连续的循环。将在还原反应器116中的固体含碳燃料120的燃烧设计为在固体含碳燃料120的这种燃烧过程中将包含在固体含碳燃料120中的碳和氢转变为析出气体，其中，将这种析出气体设计为合适的形式，以能够作为至少一个预定的输出114，将该至少一个预定的输出114设计为基于以产生至少一个预定的输出114基于热固工艺10的主要用途的特定性质，通过使用本发明的热固工艺10的操作模式的第五示例性实施方式112产生，用于农业用途的C02的生产，其中至少一个预定的输出114为所述特定性质产生。接下来此处将参照图7，其中，在图7中描述了总体上由图7中的附图标号130表示的本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式的示意图，将本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式设计为根据本发明可操作用于产生至少一个预定输出，基于热固工艺10的主要用途的特定性质，为此性质产生至少一个预定的输出132， 该至少一个预定的输出为用于一种给料，如作为非限制的示例为用于液体碳氢化合物生产的H2，并且其中，此处至少一个预定的输出在图7中由箭头132表示。如图7所表示的，此处至少一个预定的输出132以一种给料为形式，如作为非限制性示例用于液体碳氢化合物生产的H2，被设计为供应到一用于产生液体碳氢化合物的装置中，此处用于产生液体碳氢化合物的装置在图7中用133表示。进一步参照图7，将总体上由图7中的附图标号134表示的还原反应器和总体上由图7中的附图标号136表示的氧化反应器各自设计为在本发明的热固工艺10中使用。根据本发明，本发明的热固工艺10基于本发明的热固工艺10的主要用途的特定性质可操作用于产生至少一个预定的输出132，该至少一个预定的输出132为产生一种给料，如作为非限制性示例的用于液体碳氢化合物生产的H2，其中至少一个预定的输出132为所述特定性质产生。并且，根据本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式130，将固体含碳燃料，如作为非限制性示例的煤炭，设计为使用空气间接燃烧，并且其中，作为输入供应到还原反应器134的此处煤炭由图7中的箭头138表示。为此，根据本发明的热固工艺10 的操作模式的第六示例性实施方式130，钙源通过示例和非限制的方式也作为输入，供应到还原反应器134，并且其中，设计为附加的此处钙源由图7中的箭头140表示。然而，不脱离本发明的本质，这种钙源140可以被同样供应到本发明的热固工艺10中的其它地方，而不作为还原反应器134的输入。并且，这种钙源140可从一组中进行选择，该组包括石灰石(CaCCXB)或石灰(CaO) 或石膏或从循环床锅炉来的废床材料，作为非限制性示例该钙源102优选地包括石灰石(CaC03)。进一步参照本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式130， 将根据本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式130附加的这种石灰石 (CaCCXB) 140设计为可操作用于在还原反应器134中获取包含在固体含碳燃料138中的硫 (S)，从而实现在还原反应器134中产生硫化钙(CaS)。从而将由图7中的箭头142表示的这种硫化钙(CaS)作为还原反应器134的输出，从还原反应器134中排出，接着，将这种硫化钙(CaS) 142设计为作为输入供应到氧化反应器136。在氧化反应器136中，将硫化钙(CaS) 142与空气以放热反应进行燃烧，以从而实现在氧化反应器136中产生从硫化钙 (CaS) 142中得来的硫酸钙(CaS04)，并且其中，将设计为作为输入供应到氧化反应器136的此处空气由图7中的箭头144表示。同样，如在图7中由附图标号143表示的箭头所示，此处作出标记表示将氮(拟)设计为通过出口(为了清晰表示而没有在图中示出)排出，将氧化反应器136设计为适合提供该用途，其中，氮(拟)从发生在氧化反应器136中的硫化钙 (CaS) 142的氧化残留而来。进一步参照图7，从而将由图7中的箭头146表示的这种硫酸钙(CaS04)设计为作为氧化反应器136的输出而引出，因此，将这种硫酸钙(CaS04) 146设计为作为还原反应器134的输入，循环回到还原反应器134，用于从循环中提供氧和热，在还原反应器134中既需要该氧和热来燃烧固体含碳燃料138，又需要该氧和热来将硫酸钙(CaS04) 146还原为硫化钙(CM) 142，以从而允许进行连续的循环。将在还原反应器134中的固体含碳燃料138 的燃烧设计为从而在还原反应器134中产生至少一个预定的输出132，包含在固体含碳燃料138中的碳和氢在固体含碳燃料138的这种燃烧过程中转变为析出气体，其中，将这种析出气体设计为合适的形式，以能够作为至少一个预定的输出132，将该至少一个预定的输出 132设计为基于本发明的热固工艺10的主要用途的特定性质，该至少一个预定的输出132 为所述特定性质而产生，通过使用根据本发明的热固工艺10的操作模式的第六示例性实施方式130产生一种给料，如作为非限制性示例的用于液体碳氢化合物生产的H2。尽管在本申请中已示出和描述了本发明的优选的实施方式，应该理解的是如随后附加的权利要求中提出的，可在此作出不同的修改和替换，而不脱离本发明的精神和范围。因此，应进一步理解的是如此处已描述的本发明，已通过示例和非限制的方式描述。
权利要求
1.一种用于产生至少一个预定输出的选择性可操作的热固工艺，该热固工艺基于所述热固工艺的主要用途的特定性质产生所述至少一个预定的输出，该热固工艺包括从所述热固工艺的一组主要用途中预选所述热固工艺的一主要用途，所述一组主要用途包括下列用途中的至少两个产生诸如用于发电的H2的给料、产生用于发电和用于其它工业用途的合成气、产生用于发电和用于其它用途的蒸汽、产生过程热、产生用于农业用途的C02、以及产生用于生产液体碳氢化合物的H2中； 提供能够作为还原反应器操作的第一反应器； 提供能够作为氧化反应器操作的第二反应器； 将含硫的固体含碳燃料和钙源作为输入供应到所述还原反应器； 将空气作为输入供应到所述氧化反应器；在所述还原反应器中用所述钙源获取所述含硫的固体含碳燃料中的硫，以从而在所述还原反应器中产生CaS ；将所述CaS作为输出从所述还原反应器排出，并且从而将所述CaS作为输入供应到所述氧化反应器；在所述氧化反应器中将作为输入供应到所述氧化反应器的所述CaS生产为CaS04 ； 将在所述氧化反应器中产生的所述CaS04作为输出从所述氧化反应器排出，并且从而将所述CaS04作为输入供应到所述还原反应器；基于所述热固工艺的主要用途的特定性质，通过执行下列工作方式之一选择性产生所述至少一个预定的输出，所述至少一个预定输出为所述特定性质产生，所述工作方式包括， 其中在所述还原反应器中将CaS04既作为氧源又作为热源使用，以从而实现在所述还原反应器中产生从所述含硫的固体含碳燃料来的所述至少一个预定的输出及，其中将CaS在所述氧化反应器中以放热反应燃烧，以利用所述CaS在所述氧化反应器中燃烧的期间释放的热，在所述氧化反应器中产生所述至少一个预定的输出；以及排出在所述还原反应器和所述氧化反应器之一中选择性产生的所述至少一个预定的输出。
2.根据权利要求1所述的热固工艺，还包括将蒸汽作为附加的输入供应到所述还原反应器。
3.根据权利要求2所述的热固工艺，其中，所述预选的所述热固工艺的主要用途的所述特定性质为产生用于发电的H2，所述至少一个预定的输出为所述特定性质而产生。
4.根据权利要求3所述的热固工艺，其中，在所述还原反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且，将在所述还原反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述还原反应器排出。
5.根据权利要求2所述的热固工艺，其中，预选的所述热固工艺的主要用途的所述特定性质为产生用于发电和用于其它工业用途的合成气，所述至少一个预定的输出为所述特定性质而产生。
6.根据权利要求5所述的热固工艺，其中，在所述还原反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且其中，将在所述还原反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述还原反应器排出。
7.根据权利要求1所述的热固工艺，还包括将给水作为附加的输入供应到所述氧化反应器的步骤。
8.根据权利要求7所述的热固工艺，其中，预选的所述热固工艺的主要用途的特定性质用于产生所述至少一个预定的输出，该特定性质为产生用于发电和用于其它用途的蒸汽。
9.根据权利要求8所述的热固工艺，其中，在所述氧化反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且其中，将在所述氧化反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述氧化反应器排出。
10.根据权利要求7所述的热固工艺，其中，预选的所述热固工艺的主要用途的特定性质用于产生所述至少一个预定的输出，该特定性质为产生过程热。
11.根据权利要求1所述的热固工艺，其中，在所述氧化反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且其中，将在所述氧化反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述氧化反应器排出。
12.根据权利要求1所述的热固工艺，其中，预选的所述热固工艺的主要用途的特定性质为产生用于农业用途的C02，所述至少一个预定的输出为所述特定性质而产生。
13.根据权利要求12所述的热固工艺，其中，在所述还原反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且其中，将在所述还原反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述还原反应器排出。
14.根据权利要求1所述的热固工艺，其中，预选的所述热固工艺的主要用途的所述特定性质为产生一给料，如作为非限制性示例的用于生产液体碳氢化合物的H2，所述至少一个预定的输出为所述特定性质而产生。
15.根据权利要求14所述的热固工艺，其中，在所述还原反应器中选择性产生所述至少一个预定的输出，并且其中，将在所述还原反应器中选择性产生的所述至少一个预定的输出从所述还原反应器排出。
全文摘要
一种用于产生至少一个预定输出的选择性可操作的热固工艺，该热固工艺基于所述热固工艺的主要用途的特定性质，产生所述至少一个预定的输出，该预定产物从多个预定产物中选出，诸如H2和CO2，并且其中，将热固工艺的这种主要用途设计为从热固工艺的一组主要用途中进行预选，该组主要用途包括产生用于电力用途的H2、产生用于发电和用于其它工业用途的合成气、产生用于发电和用于其它用途的蒸汽、产生过程热、产生用于农业用途的CO2、以及产生诸如用于生产液体碳氢化合物的H2的给料中的至少两个。
文档编号C10J3/00GK102449120SQ201080024034
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年3月31日
发明者A·布赖奇, C·R·比祖托, C·比尔, G·N·利耶达尔, J·H·邱, Jr·H·E·安德勒斯, L·马吉德松, M·T·比亚尔科夫斯基, M·范戴克, P·R·蒂贝奥尔特 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司