專利名稱：一種煤氣化－燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤炭利用及膜反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及煤炭的氣化-燃燒方法。
背景技術(shù)：
隨著石油和天然氣資源的逐漸枯竭，煤炭將成為人類最主要的能源形式。相應(yīng)地兩方面問題越來越受到關(guān)注一是如何提高煤炭資源的利用效率，另外就是如何避免燃煤所帶來的日趨嚴重的環(huán)境問題。一般情況下，要對煤炭進行氣化處理，即用氣化劑在高溫下處理煤炭生產(chǎn)煤氣；煤氣既可作為潔凈燃料，也可作為合成氣生產(chǎn)化肥、甲醇、合成油等化工產(chǎn)品。
《工業(yè)有機化學》(K.Weissermel，H.-J.Arpe著，周遞、劉榮勛等譯，化學工業(yè)出版社，1998)對現(xiàn)有煤氣化方法作了全面的介紹和分析，目前普遍采用的方法是采用氧氣(空氣)、水蒸氣、二氧化碳等為氣化劑來進行煤氣化生產(chǎn)?？諝庾鳉饣瘎r，煤氣中會有大量的氮氣成分；除空氣外，氣化劑都需要另外制備以供給煤氣生產(chǎn)，而制備氣化劑要建相應(yīng)的裝置、消耗相當?shù)哪芰?，增加了煤氣的生產(chǎn)成本。
煤炭作為能源使用時，煤氣燃燒生成的二氧化碳是溫室氣體，不宜直接排入大氣，須收集處理以達到在獲取能量的同時無氣體污染物排放。荷蘭艾爾斯維爾(Elsevier Science)公司出版的《化學工程與加工》(Chemical Engineering and Processing，431129(2004))介紹的二氧化碳處理方法，是采用氧氣進行燃燒，產(chǎn)生的燃燒氣為高濃度二氧化碳氣體，便于進行二氧化碳的收集處理，能達到無氣體污染物排放的目的；但是需單獨設(shè)置氧分離裝置，且煤氣在氧氣中燃燒反應(yīng)太劇烈，需通過返回部分燃燒氣來實現(xiàn)調(diào)控，這樣既帶來流程的復(fù)雜化，又增加了動力消耗。
中國專利申請?zhí)?1104983.5介紹了一種氣化燃燒和發(fā)電的方法，將煤氣用燃燒氣和加入的空氣進行燃燒，但由于采用空氣燃燒，燃燒氣中會有大量的N2，燃燒過程中也會產(chǎn)生氮氧化物等有害氣體，不利于二氧化碳的收集處理。荷蘭Elsevier Science出版的《固態(tài)離子學》(Solid State Ionics，13421(2000))介紹的一種煤氣化-燃燒發(fā)電工藝，是利用透氧膜分離出氧氣應(yīng)用于煤氣化過程，膜的另一側(cè)的空氣需要加壓加熱，且采用空氣來燃燒煤氣不利于二氧化碳氣體的收集處理，不易達到在獲取能量的同時無氣體污染物排放的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種煤氣化-燃燒方法，采用燃燒氣為氣化劑將煤炭制成煤氣，再在透氧膜反應(yīng)器中與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，達到在無氣體污染物排放的情況下經(jīng)濟有效地獲取能量的目的，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
本發(fā)明的煤氣化-燃燒方法，其特征在于來自透氧膜反應(yīng)器的占總量50-75％的燃燒氣作為氣化劑進入氣化爐，在700～1300℃溫度條件下與煤炭反應(yīng)生成煤氣；然后，或者，煤氣全部被輸送回該透氧膜反應(yīng)器中，在800～1300℃溫度條件下與透入的氧充分反應(yīng)生成燃燒氣，同時，占總量的50-75％的燃燒氣作為氣化劑返回氣化爐制煤氣，其余部分進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)；或者，取出氣化爐所產(chǎn)煤氣的一部分作為合成用原料氣，該取出的量以體積計少于氣化爐煤氣產(chǎn)量與氣化劑量的差值，其余部分通入該透氧膜反應(yīng)器中與透入的氧反應(yīng)生成燃燒氣，該燃燒氣在繼續(xù)穩(wěn)定維持作為氣化劑返回氣化爐制煤氣的燃燒氣量的情況下，多余部分進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)。
所述透氧膜反應(yīng)器的材料包括具有螢石結(jié)構(gòu)的ZrO2或Bi2O3基摻雜材料、具有燒綠石結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物、具有鈣鈦礦和類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物材料、離子與電子導(dǎo)體雙相復(fù)合材料、層狀結(jié)構(gòu)的夾層化合物Sr4Fe6-xCoxO13-x體系、同時具有氧離子和電子通道的單相復(fù)合氧化物，或采用上述材料與陶瓷、金屬和/或無機高溫氧化物所構(gòu)成的復(fù)合膜材料。
所述煤氣被輸送回該透氧膜反應(yīng)器中與透入的氧充分反應(yīng)生成燃燒氣，是指按透氧膜反應(yīng)器的透氧能力確定其反應(yīng)能力，確定進入透氧膜反應(yīng)器的煤氣量，以每平方厘米膜材料表面積計為1.0×10-3～80ml·min-1，從而使煤氣中的可燃成份與透過的氧按化學計量比發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成燃燒氣；所述用占總量50-75％的燃燒氣作為氣化劑，是指為維持穩(wěn)定態(tài)操作，根據(jù)氣化劑的轉(zhuǎn)化率高于35％來確定的；根據(jù)具體的轉(zhuǎn)化率、可選擇在50-75％范圍內(nèi)確定具體的比例，以保證在透氧膜反應(yīng)器和氣化爐條件確定時，氣化劑量、煤氣組成和產(chǎn)量都為穩(wěn)定值。
氣化爐可以是固定床式或流化床式；可依據(jù)氣化爐能反應(yīng)的碳的量、以及透氧膜反應(yīng)器的透氧能力，來選擇或設(shè)計相匹配的透氧膜反應(yīng)器和氣化爐。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下特點和優(yōu)點1、本發(fā)明采取了燃燒氣作為氣化劑，煤氣在透氧膜反應(yīng)器中燃燒以獲取能量，與采用空氣為氣化劑來進行煤氣化生產(chǎn)相比，沒有氮氣的參與和稀釋，燃燒產(chǎn)物主體是CO2，制得的煤氣中不含N2及其氧化物，便于對CO2的收集處理，在獲取能量的同時無氣體污染物排放，保護了環(huán)境；2、本發(fā)明采取了燃燒氣作為氣化劑，與采用空氣、水蒸氣為氣化劑來進行煤氣化生產(chǎn)相比，由于燃燒氣中不含N2，因此，制得的為富含CO、不含N2煤氣，適合于用作羰基化學品等的合成用原料氣；3、本發(fā)明采取了燃燒氣作為氣化劑，與采用氧氣、水蒸氣、二氧化碳為氣化劑來進行煤氣化生產(chǎn)相比，燃燒氣為煤氣燃燒生產(chǎn)能量時的產(chǎn)物，帶有燃燒過程產(chǎn)生的熱量，考慮循環(huán)功耗、設(shè)定氣化劑的轉(zhuǎn)化率高于35％，則用占總量的50-75％的燃燒氣作為氣化劑，能保證系統(tǒng)定態(tài)、連續(xù)生產(chǎn)，不需要另外加工制備氣化劑，有利于簡化流程、降低制氣成本；4、用氧氣燃燒煤氣時，要設(shè)置氧分離裝置來提供氧氣，在燃燒室中可能出現(xiàn)爆燃，燃燒過程一般通過循環(huán)部分燃燒氣來控制，帶來了流程的復(fù)雜化、增加了動力消耗；本發(fā)明采取了煤氣在透氧膜反應(yīng)器中燃燒以獲取能量，由于透氧膜反應(yīng)器中供氧均勻，燃燒過程比較平穩(wěn)；且燃燒氣為氣化劑時可通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)化率來經(jīng)濟有效地控制煤氣中CO2的濃度、進而控制燃燒過程，而不需要特別地循環(huán)部分燃燒氣來控制，減小了動力消耗；5、通常煤氣化方法中氣化劑都需要另外制備(空氣作為氣化劑除外)，而本發(fā)明方法中的氣化劑是由系統(tǒng)內(nèi)部的燃燒過程產(chǎn)生的燃燒氣，帶有燃燒過程產(chǎn)生的熱量，不需要另外加工制備，有利于簡化流程、降低費用；且氣化劑的主體成分為CO2，可產(chǎn)富含CO成分、不含N2的煤氣，用于特定的化工合成；6、現(xiàn)有采用氧氣燃燒的方法需單獨設(shè)置氧分離裝置，燃燒過程通過返回部分燃燒產(chǎn)物二氧化碳來控制；而本發(fā)明方法之煤氣燃燒過程在透氧膜反應(yīng)器中進行，不需要設(shè)單獨的氧分離裝置，煤氣的燃燒過程比較緩和，且易于通過調(diào)節(jié)煤氣中的二氧化碳的濃度來控制燃燒過程，不需要通過循環(huán)燃燒氣來控制燃燒過程，簡化了流程，降低了動力消耗。
附圖及其說明

圖1是本發(fā)明的煤氣化-燃燒方法之基本流程示意具體實施例方式以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的具體實施方式
。
實施例1煤氣全部燃燒以獲取能量附圖1給出了本發(fā)明的煤氣化-燃燒方法之基本流程示意圖氣化爐1中生成的煤氣4全部通入透氧膜反應(yīng)器2，其量是按透氧膜反應(yīng)器的透氧能力確定的，每平方厘米膜材料表面積計為1.0×10-3～80ml·cm-2·min-1，使煤氣中的可燃成份與透過的氧按化學計量比發(fā)生燃燒反應(yīng)，反應(yīng)溫度800～1300℃，生成燃燒氣7，放出熱量。為維持穩(wěn)定態(tài)操作，來自透氧膜反應(yīng)器占總量的50-75％的燃燒氣作為氣化劑3返回進入氣化爐1，在700～1300℃溫度條件下與固體燃料煤炭反應(yīng)生成煤氣4，其余的燃燒氣8進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)；熱空氣5進入透氧膜反應(yīng)器2，在氧濃度梯度的作用下，氣體中的氧透過致密膜體而被分離，分離了氧的廢熱氣體6從出口引出，經(jīng)熱回收處理后放空。
要依據(jù)氣化爐能反應(yīng)的碳的量、以及透氧膜反應(yīng)器的透氧能力，來選擇或設(shè)計相匹配的透氧膜反應(yīng)器和氣化爐。
氣化爐具體的進氣量要根據(jù)氣化劑的轉(zhuǎn)化率在占燃燒氣總量50-75％的范圍內(nèi)選定具體的比例，以保證在透氧膜反應(yīng)器和氣化爐條件確定時，氣化劑量、煤氣組成和產(chǎn)量都為穩(wěn)定值。氣化爐1中的主要化學反應(yīng)為-172.28kJ/mol燃燒氣作為氣化劑，其主體成分為CO2，由系統(tǒng)內(nèi)的透氧膜反應(yīng)器2中來，帶有相當?shù)臒崃?，不需要另外加工制備；因此，簡化了流程，?jié)約了氣化成本，生產(chǎn)的煤氣中不含N2。根據(jù)熱平衡計算補充熱量以維持氣化爐1中氣化反應(yīng)的進行，使反應(yīng)溫度維持在700～1300℃，煤氣的主要成分是CO、以及未轉(zhuǎn)化的CO2，煤氣中兩者的比例可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間來實現(xiàn)；透氧膜反應(yīng)器2中的主要化學反應(yīng)為CO的燃燒反應(yīng)，反應(yīng)溫度維持在800～1300℃-283.18kJ/mol為保證燃燒反應(yīng)充分進行，透氧膜反應(yīng)器中也可裝填燃燒反應(yīng)催化劑促進反應(yīng)；由于本方法的煤氣中CO2量可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間來實現(xiàn)，易于調(diào)節(jié)，且透氧膜供氧均勻，因此燃燒反應(yīng)易于控制，相比于純氧燃燒，本方法將氧分離器與燃燒室功能合并于透氧膜反應(yīng)器中，簡化了流程和設(shè)備，省去了燃燒氣的循環(huán)，降低了生產(chǎn)費用；由于是燃燒氣為氣化劑生產(chǎn)的煤氣，不是采用空氣燃燒，所以燃燒氣中沒有NOx，其主要成分為CO2，濃度高、便于收集處理；過程的總反應(yīng)相當于-393.78kJ/mol相當于是用透氧膜反應(yīng)器分離出氧氣，供給煤炭的燃燒過程，放出能量。
采用具有復(fù)合導(dǎo)電能力的管狀透氧陶瓷膜構(gòu)建透氧膜反應(yīng)器2，膜材料的主成分SrCo0.8Fe0.2O3，摻入10％(mol)的SrZrO3，尺寸為長度3.55cm，內(nèi)徑0.68cm外徑0.94cm；氣化爐中一次性裝填碳粒約30g(粒徑0.25～2.0mm)，床層內(nèi)經(jīng)為1.8cm，床層恒溫區(qū)(高溫段)高度約10cm；透氧膜反應(yīng)器2中的熱空氣為自然流動的空氣，由電爐加熱至所需溫度；
當透氧膜反應(yīng)器2與煤氣化爐1的溫度都維持在950℃，氣化劑3流量為15～25cm3/min時的結(jié)果為煤氣4產(chǎn)率為24～39cm3/min，其中的CO濃度為74～82％，燃燒氣7中CO2濃度98.5～99.5％；當透氧膜反應(yīng)器2溫度維持在950℃，煤氣化爐1溫度維持在1000℃，氣化劑3流量為15～20cm3/min，結(jié)果為煤氣4產(chǎn)率為27～39cm3/min，其中的CO濃度為89～92％，燃燒氣7中CO2濃度96.5～99.5％；當透氧膜反應(yīng)器2與煤氣化爐1的溫度都維持在1000℃，氣化劑3流量為10～25cm3/min時的結(jié)果為煤氣4產(chǎn)率為18～46cm3/min，其中的CO濃度為91～95％，燃燒氣7中CO2濃度93～97％。
采用具有復(fù)合導(dǎo)電能力的管狀透氧陶瓷膜構(gòu)建透氧膜反應(yīng)器2，膜材料的主成分SrCo0.8Fe0.2O3，摻入10％(mol)的SrZrO3，尺寸為長度3.79cm，內(nèi)徑0.65cm外徑0.88cm；氣化爐中一次性裝填無煙煤約80cm3(粒徑0.25～2.0mm)，床層內(nèi)經(jīng)為1.8cm，床層體積約恒溫區(qū)(高溫段)高度約10cm；透氧膜反應(yīng)器2中的熱空氣為自然流動的空氣，由電爐加熱至所需溫度；當透氧膜反應(yīng)器2與煤氣化爐1的溫度都維持在950℃，在30h反應(yīng)時間內(nèi)，試驗時氣化劑3采用CO2氣，流量為20cm3/min時的結(jié)果為煤氣4產(chǎn)率為28～36cm3/min，其中的CO濃度為55～80％，燃燒氣7中CO2濃度92～99％；透氧膜反應(yīng)器2中的熱空氣為自然流動的空氣，由電爐加熱至所需溫度。
還可采用下列替換材料構(gòu)建透氧膜反應(yīng)器，以每平方厘米膜材料表面積計，進入透氧膜反應(yīng)器的煤氣量為1.0×10-3～80ml·cm-2·min-1，亦可實現(xiàn)目的(ZrO2)1-x-y-(CeO2)x-(CaO)y(x＝0.05～0.20，y＝0.05～0.20)，(ZrO2)1-x-y-(TiO2)x-(Y2O3)y(x＝0.05～0.20，y＝0.05～0.20)，(Bi2O3)1-x-(Tb2O3.5)x(x＝0.1～0.4)，Ln1-xAxCo1-yByO3-δ(Ln＝La或Ga或Sm或Nd或Pr，A＝Na或Ca或Ba或Sr，B＝Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Cu，x＝1.0～0，y＝0～1.0)，SrCo1-xMxO3-δ(M＝Ti或Cr或Mn或Fe或Ni或Cu，x＝0～0.8)，SrCo1-x-yFexCuyO3-δ(x＝0～0.5，y＝0～0.3)，Ln1-xMxCoO3-δ(Ln＝La或Pr或Nd或Sm或Ga，M＝Sr或Ca或Bi或Pb，x＝0～0.9)或La1-xMxCrO3-δ(M＝Ca或Sr或Mg，x＝0.1～0.9)，CaTi1-xMxO3-δ(M＝Fe或Co或Ni，x＝0.1～0.3)，YSZ-A(A＝Pd、Pt、In0.9Pr0.1，In0.95Pr0.025Zr0.025，兩相的體積比為0.4～2)，La1-xSrxCrO3-δ-Ce1-yRyO2-z，(R＝Sm或Gd或Ca或Sr，0＜x＜0.4，0＜y＜0.4，兩相的體積比為0.67-1.5∶1)，Bi2Sr2Can-1CunO2n+4(n＝1～3，包括用Pb或Sb部分替代Bi，用Ba或稀土元素部分替代Sr，用稀土元素Y替代Ca，用過渡金屬Fe或Co或Ni替代Cu)，BaxSr1-xCoyFe1-yO3-δ(x＝0.1～0.9，y＝0.1～0.9)，BaCo1-x-yFexMyO3-δ(M＝Ti或Zr，x＝0.1～0.9，y＝0.1～0.9)，La2NiO4+δ或La2-xAxNi1-yByO4+δ(A＝Sr或Zr或Ca或Mg，B＝Co或Fe或Cu)，La1-xAxGa1-yByO3-δ(A＝Sr，B＝Co或Fe或Cu或Ni，x＝0～0.8，y＝0.2～1)或LaCo1-x-yAxByO3-δ(A＝Fe或W或Ga，B＝Ni或Mg)，SrFe0.5CoO3-y。
實施例2部分煤氣作富含CO的原料氣附圖1給出了本實施例工藝流程示意圖，具體流程是取出部分氣化爐1中生成的煤氣4作為合成用原料氣9，取出的量以體積計應(yīng)少于氣化爐煤氣產(chǎn)量與氣化劑量的差值，并回收熱量；其余部分通入該透氧膜反應(yīng)器2中，與透入的氧反應(yīng)生成燃燒氣，反應(yīng)溫度800～1300℃，生成主要成分為CO2的燃燒氣7，放出熱量；為維持穩(wěn)定態(tài)操作，使作為氣化劑的燃燒氣3的量保持為穩(wěn)定值、返回氣化爐，與固體燃料煤炭反應(yīng)生成主要成分為CO的煤氣4，反應(yīng)溫度維持在700～1300℃；多余燃燒氣8進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)；熱空氣5進入透氧膜反應(yīng)器，在氧濃度梯度的作用下，氣體中的氧透過致密膜體而被分離，分離了氧的廢熱氣體6從出口引出，經(jīng)熱回收處理后放空。
所述為維持穩(wěn)定態(tài)操作，使作為氣化劑的燃燒氣3的量保持為穩(wěn)定值，是指返回氣化爐的進氣量要根據(jù)氣化劑的轉(zhuǎn)化率，在占煤氣全部燃燒時產(chǎn)生的燃燒氣總量的50-75％范圍內(nèi)選定具體的比例，以保證在透氧膜反應(yīng)器和氣化爐條件確定時，氣化劑量、煤氣組成和產(chǎn)量都為穩(wěn)定值。氣化爐1中的主要化學反應(yīng)為-172.28kJ/mol氣化劑是燃燒氣，由系統(tǒng)內(nèi)的透氧膜反應(yīng)器2中引入，帶有燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，因此，簡化了流程，節(jié)約了氣化成本。氣化爐1可根據(jù)熱平衡計算補充一定的熱量以維持氣化反應(yīng)在700～1300℃，由于氣化的主反應(yīng)為，因此產(chǎn)物氣是以CO為主要成分的煤氣，且不含N2，相比于通常的煤氣，更適合用作羰基化學品等的合成用原料氣；透氧膜反應(yīng)器2中的主要化學反應(yīng)為-283.18kJ/mol反應(yīng)混和氣中有足量的CO2存在，反應(yīng)易于控制，反應(yīng)溫度控制在800～1300℃；若系統(tǒng)只作為制氣過程，則過程的總反應(yīng)相當于-110.60kJ/mol相當于用透氧膜反應(yīng)器分離出氧氣，供給碳的氣化過程，總包過程為放熱過程，理論上能在制氣過程中向外供能。在系統(tǒng)構(gòu)建時，需要使氣化爐的反應(yīng)能力與透氧膜反應(yīng)器的反應(yīng)能力相匹配。
透氧膜反應(yīng)器2是由復(fù)合導(dǎo)電能力的管狀透氧陶瓷膜構(gòu)成，主成分SrCo0.8Fe0.2O3，另摻入約10％(mol)的SrSnO3，尺寸為長度14cm，內(nèi)徑0.7cm，外徑0.97cm；透氧膜反應(yīng)器2溫度維持在900℃；氣化爐1中一次性裝填碳粒35g(0.25～2.0mm)，床層內(nèi)經(jīng)為1.8cm，床層恒溫區(qū)(高溫段)高度約10cm，溫度為1000℃；氣化劑量為12～25cm3/min，含CO2為84～89％，煤氣9產(chǎn)率10～15cm3/min，其中CO濃度為80～91％；透氧膜反應(yīng)器2中的熱空氣為自然流動的空氣，由電爐加熱至所需溫度。
還可采用下列替換材料構(gòu)建透氧膜反應(yīng)器，以每平方厘米膜材料表面積計，進入透氧膜反應(yīng)器的煤氣量為1.0×10-3～80ml·cm-2·min-1，亦可實現(xiàn)目的(ZrO2)1-x-y-(CeO2)x-(CaO)y(x＝0.05～0.20，y＝0.05～0.20)，(ZrO2)1-x-y-(TiO2)x-(Y2O3)y(x＝0.05～0.20，y＝0.05～0.20)，(Bi2O3)1-x-(Tb2O3.5)x(x＝0.1～0.4)，Ln1-xAxCo1-yByO3-δ(Ln＝La或Ga或Sm或Nd或Pr，A＝Na或Ca或Ba或Sr，B＝Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Cu，x＝1.0～0，y＝0～1.0)，SrCo1-xMxO3-δ(M＝Ti或Cr或Mn或Fe或Ni或Cu，x＝0～0.8)，SrCo1-x-yFexCuyO3-δ(x＝0～0.5，y＝0～0.3)，Ln1-xMxCoO3-δ(Ln＝La或Pr或Nd或Sm或Ga，M＝Sr或Ca或Bi或Pb，x＝0～0.9)或La1-xMxCrO3-δ(M＝Ca或Sr或Mg，x＝0.1～0.9)，CaTi1-xMxO3-δ(M＝Fe或Co或Ni，x＝0.1～0.3)，YSZ-A(A＝Pd、Pt、In0.9Pr0.1，In0.95Pr0.025Zr0.025，兩相的體積比為0.4～2)，La1-xSrxCrO3-δ-Ce1-yRyO2-z，(R＝Sm或Gd或Ca或Sr，0＜x＜0.4，0＜y＜0.4，兩相的體積比為0.67-1.5∶1)，Bi2Sr2Can-1CunO2n+4(n＝1～3，包括用Pb或Sb部分替代Bi，用Ba或稀土元素部分替代Sr，用稀土元素Y替代Ca，用過渡金屬Fe或Co或Ni替代Cu)，BaxSr1-xCoyFe1-yO3-δ(x＝0.1～0.9，y＝0.1～0.9)，BaCo1-x-yFexMyO3-δ(M＝Ti或Zr，x＝0.1～0.9，y＝0.1～0.9)，La2NiO4+δ或La2-xAxNi1-yByO4+δ(A＝Sr或Zr或Ca或Mg，B＝Co或Fe或Cu)，La1-xAxGa1-yByO3-δ(A＝Sr，B＝Co或Fe或Cu或Ni，x＝0～0.8，y＝0.2～1)或LaCo1-x-yAxByO3-δ(A＝Fe或W或Ga，B＝Ni或Mg)，SrFe0.5CoO3-y。
權(quán)利要求
1.一種煤氣化-燃燒方法，其特征在于來自透氧膜反應(yīng)器的占總量50-75％的燃燒氣作為氣化劑進入氣化爐，在700~1300℃溫度條件下與煤炭反應(yīng)生成煤氣；然后，或者，煤氣全部被輸送回該透氧膜反應(yīng)器中，在800~1300℃溫度條件下與透入的氧充分反應(yīng)生成燃燒氣，同時，占總量的50-75％的燃燒氣作為氣化劑返回氣化爐制煤氣，其余部分進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)；或者，取出氣化爐所產(chǎn)煤氣的一部分作為合成用原料氣，該取出的量以體積計少于氣化爐煤氣產(chǎn)量與氣化劑量的差值，其余部分通入該透氧膜反應(yīng)器中與透入的氧反應(yīng)生成燃燒氣，該燃燒氣在繼續(xù)穩(wěn)定維持作為氣化劑返回氣化爐制煤氣的燃燒氣量的情況下，多余部分進入能量回收、CO2收集處理系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述煤氣化-燃燒方法，特征在于所述透氧膜反應(yīng)器的材料包括具有螢石結(jié)構(gòu)的ZrO2或Bi2O3基摻雜材料、具有燒綠石結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物、具有鈣鈦礦和類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物材料、離子與電子導(dǎo)體雙相復(fù)合材料、層狀結(jié)構(gòu)的夾層化合物Sr4Fe6-xCoxO13-x體系、同時具有氧離子和電子通道的單相復(fù)合氧化物，或采用上述材料與陶瓷、金屬和/或無機高溫氧化物所構(gòu)成的復(fù)合膜材料。
全文摘要
本發(fā)明煤氣化－燃燒方法，特征是來自透氧膜反應(yīng)器的占總量的50－75％的燃燒氣進入氣化爐，在700～1300℃溫度條件下與煤炭反應(yīng)生成煤氣；或者，該煤氣被全部送回該透氧膜反應(yīng)器中，在800～1300℃溫度條件下與透入的氧充分反應(yīng)生成燃燒氣，維持一定量的燃燒氣作為氣化劑返回氣化爐制煤氣，其余部分進能量回收、CO
文檔編號C10J3/00GK1903996SQ200610041018
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者朱德春, 汪波, 陳初升 申請人:中國科學技術(shù)大學