一種金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及化學(xué)鏈燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)鏈燃燒技術(shù)是控制和減少0)2排放的有效途徑之一，繼早期氧載體的開(kāi)發(fā)及性能測(cè)試研究后，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化逐漸成為現(xiàn)階段化學(xué)鏈燃燒研究中的焦點(diǎn)。
[0003]迄今為止，用于化學(xué)鏈燃燒的反應(yīng)器主要有串聯(lián)雙流化床反應(yīng)器和傳統(tǒng)的固定床反應(yīng)器。串聯(lián)雙流化床反應(yīng)器中主要是通過(guò)將氧載體流化，在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器之間循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)，在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)；傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器中，氧載體在反應(yīng)器內(nèi)固定不動(dòng)，與交替通過(guò)的燃料和空氣分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)。無(wú)論上述何種形式的反應(yīng)器，在具體應(yīng)用中均存在以下問(wèn)題:1)反應(yīng)不能在反應(yīng)器內(nèi)得到最大程度的分散，在流化床內(nèi)主要集中在流化區(qū)域，在傳統(tǒng)固定床內(nèi)主要集中在氧載體存在區(qū)域；2)進(jìn)氣在反應(yīng)器內(nèi)為單一方向的流動(dòng)，受到的擾動(dòng)不夠充分；3)受化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中的積碳性影響較大，在流化床反應(yīng)器中表現(xiàn)為，積碳過(guò)多時(shí)，影響氧載體的流化，在傳統(tǒng)固定床中表現(xiàn)為，積碳過(guò)多時(shí)影響反應(yīng)氣的通流性及其與氧載體的接觸，嚴(yán)重時(shí)甚至有可能引起反應(yīng)器內(nèi)部堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，以解決當(dāng)前化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中由于氧載體在反應(yīng)器內(nèi)分散性不足、反應(yīng)進(jìn)氣在反應(yīng)器內(nèi)擾動(dòng)不足以及積碳嚴(yán)重時(shí)引起的問(wèn)題。
[0006]( 二)技術(shù)方案
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器包括進(jìn)氣管路1、絕熱保溫層2、反應(yīng)爐膛3和排氣管路5，其中進(jìn)氣管路I包括燃料氣入口和空氣入口，燃料氣和空氣通過(guò)進(jìn)氣管路I交替進(jìn)入反應(yīng)爐膛3內(nèi)；絕熱保溫層2設(shè)置于反應(yīng)爐膛3周圍，以實(shí)現(xiàn)該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器與環(huán)境之間的絕熱；其中，該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器還包括:設(shè)置于反應(yīng)爐膛3內(nèi)的金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4，該金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4包括金屬網(wǎng)骨架6與活性氧載體7，金屬網(wǎng)骨架6由緊密編制的金屬網(wǎng)卷制而成，活性氧載體7涂于金屬網(wǎng)骨架6之上；金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4與通過(guò)進(jìn)氣管路I交替進(jìn)入反應(yīng)爐膛3內(nèi)的燃料氣和空氣分別發(fā)生化學(xué)鏈燃燒的還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)。
[0008]上述方案中，所述活性氧載體7涂在所述金屬網(wǎng)骨架6上，通過(guò)金屬網(wǎng)骨架6比表面積大的特點(diǎn)，使活性氧載體7最大程度的充分分散于整個(gè)反應(yīng)爐膛3內(nèi)，增加活性氧載體7與反應(yīng)氣之間的接觸面積。
[0009]上述方案中，所述金屬網(wǎng)骨架6作為所述活性氧載體7的支撐結(jié)構(gòu)，填充在整個(gè)反應(yīng)爐膛3內(nèi)，通過(guò)金屬網(wǎng)骨架6多孔性的特點(diǎn)，使通過(guò)金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4的進(jìn)氣在整個(gè)反應(yīng)爐膛3內(nèi)受到二維方向上的充分?jǐn)_動(dòng)，增加活性氧載體7與反應(yīng)氣之間的接觸時(shí)間。
[0010]上述方案中，所述金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4以金屬網(wǎng)骨架6為主要支撐結(jié)構(gòu)，能夠減少化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中所產(chǎn)生的積碳的附著，避免由于積碳過(guò)多造成的反應(yīng)器堵塞，保證氣體在反應(yīng)爐膛3內(nèi)的暢通性。
[0011]上述方案中，所述金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4是采用鈦絲網(wǎng)型反應(yīng)體、鎢絲網(wǎng)型反應(yīng)體或耐高溫的不銹鋼絲網(wǎng)型反應(yīng)體。
[0012]上述方案中，所述金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4采用鈦絲網(wǎng)型反應(yīng)體，鈦絲的直徑在0.1mm到2mm之間，所述活性氧載體7采用Ni基、Co基、Cu基、Fe基或者多金屬及混合型氧載體。
[0013]上述方案中，所述活性氧載體7采用Ni0/NiAl204。
[0014]上述方案中，所述金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4與通過(guò)進(jìn)氣管路I交替進(jìn)入反應(yīng)爐膛3內(nèi)的燃料氣和空氣分別發(fā)生化學(xué)鏈燃燒的還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，反應(yīng)后的乏氣通過(guò)排氣管路5排出反應(yīng)爐膛3。
[0015](三)有益效果
[0016]從上述技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、本發(fā)明提供的金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，以金屬網(wǎng)骨架6為支撐結(jié)構(gòu)，以涂層形式的活性氧載體7共同組成金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4，并填充在整個(gè)反應(yīng)爐膛3內(nèi)，不僅能使活性氧載體7充分分散于整個(gè)反應(yīng)爐膛3內(nèi)，還能利用金屬網(wǎng)骨架6的多孔性，使通過(guò)的氣體在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)受到二維方向上的充分?jǐn)_動(dòng)，既增加了氧載體與反應(yīng)氣之間的接觸面積，又增加了反應(yīng)氣與氧載體之間的接觸時(shí)間，保證反應(yīng)爐膛內(nèi)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)的充分進(jìn)行。
[0018]2、本發(fā)明提供的金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，金屬網(wǎng)骨架6的多孔結(jié)構(gòu)，可以減少化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中生成的積碳的附著，既可以避免積碳過(guò)多時(shí)對(duì)流化床反應(yīng)器中氧載體流化性的影響，又可以避免傳統(tǒng)固定床中積碳過(guò)多對(duì)氣體通流性的影響。此外，作為活性氧載體7支撐結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)骨架6，在強(qiáng)放熱的氧化反應(yīng)階段，還能及時(shí)帶走反應(yīng)放出的熱量，避免因放熱過(guò)于劇烈造成的氧載體高溫?zé)Y(jié)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為依照本發(fā)明實(shí)施例的金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的原理示意圖；
[0020]圖2為圖1所示金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的金屬網(wǎng)型反應(yīng)體及氧載體涂層示意圖；
[0021]其中，附圖標(biāo)記如下:
[0022]1、進(jìn)氣管路，2、絕熱保溫層，3、反應(yīng)爐膛，4、金屬網(wǎng)型反應(yīng)體，5、排氣管路，6、金屬網(wǎng)骨架，7、活性氧載體。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]如圖1所示，圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例的金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器包括進(jìn)氣管路1、絕熱保溫層2、反應(yīng)爐膛3和排氣管路5，其中進(jìn)氣管路I包括燃料氣入口和空氣入口，燃料氣和空氣通過(guò)進(jìn)氣管路I交替進(jìn)入反應(yīng)爐膛3內(nèi)；絕熱保溫層2設(shè)置于反應(yīng)爐膛3周圍，以實(shí)現(xiàn)該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器與環(huán)境之間的絕熱；該金屬絲網(wǎng)型固定床式化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器還包括:設(shè)置于反應(yīng)爐膛3內(nèi)的金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4，該金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4包括金屬網(wǎng)骨架6與活性氧載體7，金屬網(wǎng)骨架6由緊密編制的金屬網(wǎng)卷制而成，活性氧載體7涂于金屬網(wǎng)骨架6之上；金屬網(wǎng)型反應(yīng)體4與通過(guò)進(jìn)氣管路I交替進(jìn)入反應(yīng)爐膛3內(nèi)的燃料氣和空氣