[发明专利]使用固体氧载体来燃烧碳质燃料的方法和设备

权利要求书

1.一种在燃烧设备中燃烧碳质燃料的方法，该方法包含步骤：

(a)将颗粒状氧气选择性吸着剂引入到该燃烧设备的吸附反应器中，来在该吸附反应器中形成第一颗粒床；

(b)用含有氧气的第一流化气体流化该第一颗粒床来在该吸附反应器中提供第一氧气分压p₁，来将氧气从该流化气体吸附到吸着剂上，以产生富氧的吸着剂和贫氧的废气；

(c)将贫氧的废气沿着第一废气通道从吸附反应器中排出；

(d)将富氧的吸着剂从吸附反应器沿着吸着剂传送通道传送到燃烧设备的燃烧反应器中，来在该燃烧反应器中形成第二颗粒床；

(e)用贫氧的第二流化气体流化该第二颗粒床来在燃烧反应器中提供第二氧气分压p₂，这里p₂小于p₁，来从该吸着剂上解吸氧气，以产生游离的氧气和贫氧的吸着剂；

(f)将碳质燃料引入到该燃烧反应器中，来用该游离的氧气氧化该燃料，并产生含有二氧化碳的废气，以及在该燃烧反应器中保持低的氧气分压p₂′，这里p₂′小于p₁，来从吸着剂上连续地解吸氧气；和

(g)将含有二氧化碳的废气沿着第二废气通道从燃烧反应器中排出。

2.根据权利要求1的方法，其中该方法包含进一步的步骤：将至少一部分的贫氧吸着剂从燃烧反应器沿着吸着剂返回通道返回到吸附反应器中。

3.根据权利要求1的方法，其中该方法包含进一步的步骤：从该燃烧设备中排出至少一部分的贫氧吸着剂，从而除去吸附在吸着剂中的杂质。

4.根据权利要求3的方法，其中该方法包含进一步的步骤：通过除去吸附在吸着剂中的杂质来再生至少一部分的排出的吸着剂，并且将在再生步骤中再生的吸着剂的至少一部分返回到吸附反应器中。

5.根据权利要求1的方法，其中该第一流化气体包含空气。

6.根据权利要求1的方法，其中该第二流化气体包含二氧化碳。

7.根据权利要求6的方法，其中至少一部分的第二流化气体是作为含有二氧化碳的废气的侧流来获得的。

8.根据权利要求6的方法，其中该第二流化气体包含蒸汽。

9.根据权利要求1的方法，其中该碳质燃料是固体燃料。

10.根据权利要求9的方法，其中该碳质燃料包含下面的至少一种：煤、生物燃料和废弃物衍生燃料。

11.根据权利要求1的方法，其中该吸附反应器是慢速流化床反应器。

12.根据权利要求11的方法，其中在步骤(a)中，氧气选择性吸着剂是在吸附反应器的上部引入的，并且在步骤(d)中，富氧的吸着剂是从该吸附反应器的下部传送的。

13.根据权利要求1的方法，其中该吸附反应器是快速流化床反应器。

14.根据权利要求13的方法，其中该吸附反应器包含用于将富氧的吸着剂从贫氧的气体分离的颗粒分离器，并且步骤(d)包含将该分离的富氧吸着剂传送到燃烧反应器中。

15.根据权利要求2的方法，其中该燃烧反应器是慢速流化床反应器。

16.根据权利要求15的方法，其中在步骤(d)中，富氧的吸着剂是在燃烧反应器的上部引入的，并且在步骤(h)中，贫氧的吸着剂是从吸附反应器的下部返回的。

17.根据权利要求2的方法，其中该燃烧反应器是快速流化床反应器。

18.根据权利要求17的方法，其中该燃烧反应器包含用于将贫氧的吸着剂从含有二氧化碳的废气分离的颗粒分离器，并且步骤(h)包含将该分离的贫氧吸着剂传送到吸附反应器中。

19.根据权利要求1的方法，其中该氧气选择性吸着剂包含钙钛矿类型的材料。