專利名稱：一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于安全與清潔能源利用領(lǐng)域，具體涉及一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)
直O(jiān)
背景技術(shù)：
全球變暖所引發(fā)的一系列危機(jī)正受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，人們急需找到新的燃燒方式來減少CO2等溫室氣體的排放量?；瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)作為一種新型的燃燒技術(shù)已受到了全世界的普遍關(guān)注，因?yàn)樗粌H能提高燃料利用率，并且能高效的富集CO2,并能減少熱力型NOx和燃料型NOx的排放，是減少環(huán)境污染的一條有效途徑。從原理上來講，化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)是由空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器組成，載氧體首先在空氣反應(yīng)器中進(jìn)行氧化反應(yīng)，然后載著空氣中的氧和氧化反應(yīng)放出的熱量進(jìn)入燃料反應(yīng)器進(jìn)行還原反應(yīng)，氣相反應(yīng)產(chǎn)物中絕大部分是二氧化碳和水，凝結(jié)除水后，得到高純的二氧化碳。其原理圖如圖1所示。由反應(yīng)過程和床體設(shè)置來看，空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)固定的作用，空氣反應(yīng)器只用于空氣中的氧和載氧體發(fā)生氧化反應(yīng)，而燃料反應(yīng)器則只用于載氧體與燃料發(fā)生還原反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)的交錯(cuò)進(jìn)行是依靠載氧體在兩個(gè)反應(yīng)器中的來回傳遞實(shí)現(xiàn)的，使得整套系統(tǒng)只能間歇操作，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得系統(tǒng)處理量低，二氧化碳脫除效率低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)和方式的不足，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的脫除二氧化碳，本實(shí)用新型提供一種固化床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為該裝置包括兩個(gè)固定床。甲烷進(jìn)氣管道分為兩路分別接入兩個(gè)固定床，空氣管道分為兩路分別接入兩個(gè)固定床；在兩個(gè)固定床上分別接出廢氣管道；從兩個(gè)固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷進(jìn)氣管道的主路和兩條支路分別設(shè)置閥門， 在空氣管道的主路和兩條分路分別設(shè)置閥門，在兩條出氣管道上分別設(shè)置閥門。所述固定床上設(shè)置溫度檢測(cè)裝置。所述甲烷進(jìn)氣管道和空氣管道上分別設(shè)置氣流控制裝置。所述各條管路上的閥門由時(shí)間繼電器控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下(1)固定載氧體不來回傳遞，省卻了傳遞所消耗的能量和時(shí)間，并且避免了反應(yīng)不完全的載氧體的摻混，提高載氧體的利用率；(2)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，相較于間歇運(yùn)行提高了處理量和產(chǎn)率，提高了二氧化碳的脫除效率。(3)系統(tǒng)效率的提高，即節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用又提高了系統(tǒng)的利用。

圖1為化學(xué)鏈燃燒原理圖；圖2為所述固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1-第一閥門；2-第二閥門；3-第三閥門；4-第四閥門；5-第五閥門；6_第六閥門； 7-第七閥門；8-第八閥門；9-進(jìn)氣管道；10-空氣管道；11-凝汽器；I-第一固定床；II-第
二固定床。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖2所示，該裝置包括兩個(gè)固定床，甲烷進(jìn)氣管道9分為兩路分別接入兩個(gè)固定床，空氣管道10分為兩路分別接入兩個(gè)固定床；在兩個(gè)固定床上分別接出廢氣(氮?dú)?管道；從兩個(gè)固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器11 ；在甲烷進(jìn)氣管道9的主路和兩條支路分別設(shè)置用于控制甲烷流量的第一閥門1、第三閥門3和第四閥門4，在空氣管道10的主路和兩條分路分別設(shè)置用于控制空氣流量的第二閥門2、第五閥門5和第六閥門6，在兩條出氣管道上分別設(shè)置用于控制出汽流量的第七閥門7和第八閥門8。在兩個(gè)固定床上分別設(shè)置溫度檢測(cè)裝置；在甲烷進(jìn)氣管道9和空氣管道10上分別設(shè)置氣流控制裝置。本工藝的實(shí)施步驟如下(1)將金屬氧載體分別放入兩個(gè)并聯(lián)的固定床中；(2)分別對(duì)兩固定床進(jìn)行預(yù)熱，控制預(yù)熱速率為2 50°C /s ；(3)當(dāng)?shù)谒拈y門4、第五閥門5、第八閥門8打開，第三閥門3、第六閥門6、第七閥門7關(guān)閉時(shí)，第一固定床I發(fā)生氧化反應(yīng)，第二固定床II發(fā)生還原反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行完全， 第一固定床I排出反應(yīng)完成后剩余氮?dú)猓诙潭ù睮I通過第八閥門8排出還原反應(yīng)生成的(X)2和水蒸氣，CO2和水蒸氣先進(jìn)入冷凝器11冷凝水蒸氣，剩余的(X)2進(jìn)入(X)2回收利用裝置，實(shí)現(xiàn)了低能耗的CO2的富集；(4)當(dāng)?shù)谌y門3、第六閥門6、第七閥門7打開，第四閥門4、第五閥門5、第八閥門 8關(guān)閉時(shí)，第一固定床I、第二固化床II內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)恰恰相反，即進(jìn)入下一個(gè)氧化還原過程。通過兩個(gè)反應(yīng)器中氧化還原反應(yīng)的交替運(yùn)行，保證每一時(shí)間均有載氧體與燃料的還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的連續(xù)富集和脫除。
權(quán)利要求1.一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置，包括兩個(gè)固定床，其特征在于，甲烷進(jìn)氣管道(9) 分為兩路分別接入兩個(gè)固定床，空氣管道(10)分為兩路分別接入兩個(gè)固定床；在兩個(gè)固定床上分別接出廢氣管道；從兩個(gè)固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷進(jìn)氣管道(9)的主路和兩條支路分別設(shè)置閥門，在空氣管道(10)的主路和兩條分路分別設(shè)置閥門，在兩條出氣管道上分別設(shè)置閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置，其特征在于，所述固定床上設(shè)置溫度檢測(cè)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置，其特征在于，所述甲烷進(jìn)氣管道(9)和空氣管道(10)上分別設(shè)置氣流控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置，其特征在于，所述各條管路上的閥門由時(shí)間繼電器控制。
專利摘要本實(shí)用新型屬于安全與清潔能源利用領(lǐng)域，具體涉及一種固定床化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)裝置。甲烷進(jìn)氣管道分為兩路分別接入兩個(gè)固定床，空氣管道分為兩路分別接入兩個(gè)固定床；在兩個(gè)固定床上分別接出廢氣管道；從兩個(gè)固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器。固定載氧體省卻了傳統(tǒng)工藝中來回傳遞所消耗的能量和時(shí)間，并且避免了反應(yīng)不完全的載氧體的摻混，提高載氧體的利用率；系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，相較于間歇運(yùn)行提高了處理量和產(chǎn)率，提高了二氧化碳的脫除效率；系統(tǒng)效率的提高，即節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用又提高了系統(tǒng)的利用。
文檔編號(hào)B01J8/02GK202018138SQ20102068127
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者呂建燚, 王增蓁 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)