[发明专利]太阳能供热的新型化学链空分制氧系统、方法及其应用

权利要求书

1.一种太阳能供热的新型化学链空分制氧系统，其特征在于，包括吸氧反应器、释氧反应器、太阳能加热装置、蒸汽发生装置、第一换热器、发电装置，所述吸氧反应器和所述释氧反应器之间通过管道进行连接，所述太阳能加热装置用于向所述释氧反应器提供热量，所述吸氧反应器的出口、所述蒸汽发生装置、所述发电装置之间通过管道依次连接在一起，所述释氧反应器的出口和所述第一换热器之间通过管道连接在一起；所述蒸汽发生装置上还设置有给水入口和贫氧空气排出口，所述第一换热器上还设置有惰性气体入口和富氧气流出口。

2.根据权利要求1所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧系统，其特征在于，还包括空气引风机和惰性气体引风机，所述空气引风机用于向所述吸氧反应器的入口通入空气，所述惰性气体引风机用于向所述第一换热器通入惰性气体。

3.一种太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，采用如权利要求1或权利要求2所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧系统进行化学链空分制氧，具体包括如下步骤：

S1、空气进入吸氧反应器，与吸氧反应器中的低势氧载体发生氧化反应，氧载体吸收空气中的氧成为高势氧载体；

S2、将所述步骤S2中的高势氧载体与贫氧空气分离，贫氧空气通入蒸汽发生装置中进行换热，高势氧载体通入释氧反应器中进行还原反应并释放氧气；

S3、将所述步骤S2中换热后的贫氧空气排放至大气，并将蒸汽发生装置中生成的水蒸气通入发电装置用于发电；

S4、惰性气体经过第一换热器通入到释氧反应器中作为流化气；释氧反应器中的氧载体所释放的氧气与惰性气体混合成为富氧气流，富氧气流通过第一换热器并对第一换热器入口处的惰性气体进行加热，最后通入到需氧设备中。

4.根据权利要求3所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，所述步骤S1中释氧反应器和/或所述步骤S2中吸氧反应器的反应温度区间为900℃-1050℃。

5.根据权利要求4所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，所述释氧反应器温度比所述吸氧反应器的反应温度高50℃-100℃。

6.根据权利要求3所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2中的氧载体为铜基金属氧化物CuO/Cu₂O、锰基金属氧化物Mn₂O₃/Mn₃O₄、钴基金属氧化物Co₃O₄/CoO中的任意一种或者两种及以上的混合物。

7.根据权利要求6所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，所述氧载体还搭包括作为载体的惰性金属氧化物，所述惰性金属化合物为SiO₂、ZrO₂、TiO₂中的一种或两种及以上的混合物。

8.根据权利要求3所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧方法，其特征在于，所述步骤S4中的惰性气体为CO₂或水蒸气。

9.一种太阳能供热的新型化学链空分制氧系统的应用，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的新型化学链空分制氧系统，还包括富氧燃烧系统和污泥/生物质干燥炭化单元，所述富氧燃烧系统包括通过管道依次连接的燃烧锅炉、烟气净化单元、尾气处理单元，所述污泥/生物质干燥炭化单元包括彼此连通的干燥单元和炭化单元；所述释氧反应器与所述燃烧锅炉之间通过管道连通，所述释氧反应器用于向所述燃烧锅炉提供富氧气体，所述太阳能加热装置用于向所述炭化单元提供高温热能。

10.根据如权利要求9所述的太阳能供热的新型化学链空分制氧系统的应用，其特征在于，所述烟气净化单元的出口通过管道同时与所述干燥单元、所述尾气处理单元和所述释氧反应器连通，所述炭化单元与所述燃烧锅炉之间通过管道连通，所述炭化单元中炭化后产生的可燃气体通入所述燃烧锅炉进行燃烧。