[发明专利]一种耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统

权利要求书

1.一种耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，包括太阳能干蒸汽制取装置、化学链空分装置以及富氧燃烧装置，其中，

所述太阳能干蒸汽制取装置包括太阳能集热器(5)、蒸汽发生器(6)和分流器(2)，通入所述蒸汽发生器(5)的水在所述太阳能集热器(5)热量作用下转化为干蒸汽，干蒸汽经所述分流器(2)分为两股：一股干蒸汽F进入化学链空分系统，另一股干蒸汽I进入富氧燃烧系统；

所述化学链空分装置包括空气预热器(7)、释氧反应器(10)、吸氧反应器(8)、第一旋风分离器(9)、第二旋风分离器(11)、第一换热器(12)、第二换热器(13)和冷凝器(14),其中，空气B经过空气预热器(7)预热后进入吸氧反应器(8)中，并与在吸氧反应器(8)中的低势氧载体发生氧化反应生成高势氧载体；吸氧反应器(8)中存在的欠氧空气和高势氧载体通过经旋风分离器(9)进行分离，其中，分离出的欠氧空气进入空气预热器7加热空气B，高势氧载体则进入释氧反应器(10)进行释氧反应，经干蒸汽制取装置制取的干蒸汽F经过第一换热器(12)加热后进入释氧反应器(10)中用于控制释氧反应器10中的氧分压，所述高势氧载体在释氧反应器(10)中发生分解反应生成低势氧载体和氧气，释氧反应器(10)中的气体组分和低势氧载体进入第二旋风分离器(11)分离，其中，分离得到的气体组分成依次进入第一换热器(12)利用气体组分余温对干蒸汽加热，再经第二换热器(13)进行冷却，然后进入冷凝器(14)中冷凝，由此分离出冷凝水H，从而获得高纯度的氧气G；分离得到的低势氧载体再进入吸氧反应器(8)中进行反应，按此种方式完成氧载体在吸氧反应器(8)和释氧反应器(10)之间的循环；

所述富氧燃烧装置包括锅炉单元(15)和尾气处理单元(16)，经化学链空分装置获得的高浓度氧气进入锅炉单元(15)后与干蒸汽制取装置制取的干蒸汽I以及燃料J进行混合，发生剧烈的燃烧反应生成包含二氧化碳和水蒸气的气态产物，所述气态产物进入尾气处理单元(16)经过净化、干燥、压缩冷凝以及分离后，获得高纯度的二氧化碳。

2.如权利要求1所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，还包括深冷空分装置。

3.如权利要求1所述的所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述富氧燃烧装置的燃烧方式为水蒸气-富氧燃烧。

4.如权利要求1-3任意一项所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述太阳能集热器采用槽式太阳能集热器。

5.如权利要求1-4任意一项所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述释氧反应器内的反应温度为800-1000℃。

6.如权利要求1-5任意一项所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧载体为铜金属氧化物、锰金属氧化物或钴金属氧化物中的任意一种或混合。

7.如权利要求1-5任意一项所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧载体为钙钛矿、铜矿石、锰矿石或铜矿石中的任意一种或混合。

8.如权利要求6所述的耦合太阳能与化学链空分技术的低能耗富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧载体为铜金属氧化物时，释氧反应器中的氧分压为0.0005-0.0430atm。