專利名稱：一種固定床化學鏈燃燒反應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于安全與清潔能源利用領域，具體涉及一種固定床化學鏈燃燒反應
直O(jiān)
背景技術：
全球變暖所引發(fā)的一系列危機正受到人們越來越多的關注，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。化學鏈燃燒技術作為一種新型的燃燒技術已受到了全世界的普遍關注，因為它不僅能提高燃料利用率，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，化學鏈燃燒系統(tǒng)是由空氣反應器和燃料反應器組成，載氧體首先在空氣反應器中進行氧化反應，然后載著空氣中的氧和氧化反應放出的熱量進入燃料反應器進行還原反應，氣相反應產(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。由反應過程和床體設置來看，空氣反應器和燃料反應器實現(xiàn)固定的作用，空氣反應器只用于空氣中的氧和載氧體發(fā)生氧化反應，而燃料反應器則只用于載氧體與燃料發(fā)生還原反應，兩個反應的交錯進行是依靠載氧體在兩個反應器中的來回傳遞實現(xiàn)的，使得整套系統(tǒng)只能間歇操作，不能實現(xiàn)連續(xù)運轉(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)有技術和方式的不足，實現(xiàn)連續(xù)的脫除二氧化碳，本實用新型提供一種固化床化學鏈燃燒反應裝置。本實用新型的技術方案為該裝置包括兩個固定床。甲烷進氣管道分為兩路分別接入兩個固定床，空氣管道分為兩路分別接入兩個固定床；在兩個固定床上分別接出廢氣管道；從兩個固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷進氣管道的主路和兩條支路分別設置閥門， 在空氣管道的主路和兩條分路分別設置閥門，在兩條出氣管道上分別設置閥門。所述固定床上設置溫度檢測裝置。所述甲烷進氣管道和空氣管道上分別設置氣流控制裝置。所述各條管路上的閥門由時間繼電器控制。本實用新型的優(yōu)點如下(1)固定載氧體不來回傳遞，省卻了傳遞所消耗的能量和時間，并且避免了反應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)運行，相較于間歇運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)省了運行費用又提高了系統(tǒng)的利用。

圖1為化學鏈燃燒原理圖；圖2為所述固定床化學鏈燃燒反應裝置示意圖。圖中標號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。
具體實施方式
本實用新型提供了一種固定床化學鏈燃燒反應裝置，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。如圖2所示，該裝置包括兩個固定床，甲烷進氣管道9分為兩路分別接入兩個固定床，空氣管道10分為兩路分別接入兩個固定床；在兩個固定床上分別接出廢氣(氮氣)管道；從兩個固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器11 ；在甲烷進氣管道9的主路和兩條支路分別設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置用于控制出汽流量的第七閥門7和第八閥門8。在兩個固定床上分別設置溫度檢測裝置；在甲烷進氣管道9和空氣管道10上分別設置氣流控制裝置。本工藝的實施步驟如下(1)將金屬氧載體分別放入兩個并聯(lián)的固定床中；(2)分別對兩固定床進行預熱，控制預熱速率為2 50°C /s ；(3)當?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關閉時，第一固定床I發(fā)生氧化反應，第二固定床II發(fā)生還原反應；當反應進行完全， 第一固定床I排出反應完成后剩余氮氣，第二固定床II通過第八閥門8排出還原反應生成的(X)2和水蒸氣，CO2和水蒸氣先進入冷凝器11冷凝水蒸氣，剩余的(X)2進入(X)2回收利用裝置，實現(xiàn)了低能耗的CO2的富集；(4)當?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關閉時，第一固定床I、第二固化床II內(nèi)所發(fā)生的反應恰恰相反，即進入下一個氧化還原過程。通過兩個反應器中氧化還原反應的交替運行，保證每一時間均有載氧體與燃料的還原反應，實現(xiàn)二氧化碳的連續(xù)富集和脫除。
權(quán)利要求1.一種固定床化學鏈燃燒反應裝置，包括兩個固定床，其特征在于，甲烷進氣管道(9) 分為兩路分別接入兩個固定床，空氣管道(10)分為兩路分別接入兩個固定床；在兩個固定床上分別接出廢氣管道；從兩個固定床上分別接出出氣管道并合成一路接入冷凝器；在甲烷進氣管道(9)的主路和兩條支路分別設置閥門，在空氣管道(10)的主路和兩條分路分別設置閥門，在兩條出氣管道上分別設置閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學鏈燃燒反應裝置，其特征在于，所述固定床上設置溫度檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學鏈燃燒反應裝置，其特征在于，所述甲烷進氣管道(9)和空氣管道(10)上分別設置氣流控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床化學鏈燃燒反應裝置，其特征在于，所述各條管路上的閥門由時間繼電器控制。
專利摘要本實用新型屬于安全與清潔能源利用領域，具體涉及一種固定床化學鏈燃燒反應裝置。甲烷進氣管道分為兩路分別接入兩個固定床，空氣管道分為兩路分別接入兩個固定床；在兩個固定床上分別接出廢氣管道；從兩個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間，并且避免了反應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)運行，相較于間歇運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)省了運行費用又提高了系統(tǒng)的利用。
文檔編號B01J8/02GK202018138SQ20102068127
公開日2011年10月26日 申請日期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 申請人:華北電力大學(保定)