[发明专利]一种固体燃料直接化学链燃烧的装置与方法

摘要

本发明属于燃料的清洁燃烧和高效利用技术领域，具体涉及一种固体燃料直接化学链燃烧的装置与方法。该装置包括料斗、进料系统、固体氧化反应系统、气体氧化反应系统、流化床空气反应器、气固分离系统；其中固体氧化反应系统包含多个旋风反应分离器，用于固体燃料与载氧体的氧化反应，并使固体燃料反应完全；气体氧化反应系统包含多个旋风反应分离器，用于可燃气与载氧体的氧化反应，并使可燃气完全反应而获得高纯度的CO2。该固体燃料直接化学链燃烧装置，通过引入多级旋风反应分离器，可针对固体燃料受热分解后形成的固体和气体产物，分别进行高效的氧化反应，从而实现固体燃料的完全燃烧并获得高纯度的CO2。

主权项

一种固体燃料直接化学链燃烧装置，由料斗（1）、进料系统（2）、固体氧化反应系统（3）、气体氧化反应系统（4）、流化床空气反应器（5）以及气固分离系统（6）组成，其特征在于：所述料斗（1）的出口与进料系统（2）的入口相连；流化床空气反应器（5）的底部与鼓风机相连，直接供入空气，侧壁下端还有一个入口用于补充新载氧体；气固分离系统（6）包括两级旋风分离器，其中第一级旋风分离器（a）的进口与流化床反应器（5）的出口相连，排气口与第二级旋风分离器（b）的进口相连，第二级旋风分离器（b）的出气口获得高温烟气，排料口与集灰箱相连，直接收集飞灰；所述固体氧化反应系统（3）包括多个旋风反应分离器；所述的多个旋风反应分离器自上而下串联，定义最上面的旋风反应分离器为旋风反应分离器第一组第一单元（I），向下依次为旋风反应分离器第一组第二单元（II），······，旋风反应分离器第一组最末单元（N），其中，N为不小于2的整数；所述气体氧化反应系统（4）包括多个旋风反应分离器；所述的多个旋风反应分离器自下而上串联，定义最下面的旋风反应分离器为旋风反应分离器第二组第一单元（i），向上依次为旋风反应分离器第二组第二单元（ii），······，旋风反应分离器第二组最末单元（n），其中，n为不小于2的整数；旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排料口与旋风反应分离器第一组第二单元（II）的进料口相连，旋风反应分离器第一组第二单元（II）的排气口与旋风反应分离器第一组第一单元（I）的进气口相连；旋风反应分离器第一组第二单元（II）的排料口与旋风反应/分离器第一组第三单元（III）的进料口相连，旋风反应分离器第一组第三单元（III）的排气口与旋风反应分离器第一组第二单 元（II）的进气口相连，依次类推至旋风反应分离器第一组最末单元（N）；其中，旋风反应分离器第一组第一单元（I）的侧部还有两个进料口，其中一个进料口与进料系统（2）的出口相连，另一个进料口与气体氧化反应系统（4）中旋风反应分离器第二组第一单元（i）的排料口相连，旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排气口与气体氧化反应系统（4）中旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进气口相连；旋风反应分离器第一组最末单元（N）的排料口和进气口分别与流化床空气反应器（5）的侧壁下端开口、气体氧化反应系统（4）中旋风反应分离器第二组最末单位（n）出气口相连；旋风反应分离器第二组第一单元（i）的排气口与旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的进气口相连，旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的排料口与旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进料口相连；旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的排气口与旋风反应分离器第二组第三单元（iii）的进气口相连，旋风反应分离器第二组第三单元（iii）的排料口与旋风反应分离器第二组第二单元（ii）的进料口相连，依次类推至旋风反应分离器第二组最末单元（n）；其中，旋风反应分离器第二组第一单元（i）的进气口和排料口分别与固体氧化反应系统（3）中旋风反应分离器第一组第一单元（I）的排气口和进料口相连；旋风反应分离器第二组最末单元（n）的进料口与气固分离系统（6）中第一级旋风分离器（a）的排料口相连，旋风反应分离器第二组最末单元（n）的排气口分为两路，一路与固体氧化反应系统（3）中旋风反应分离器第一组最末单元（N）的进气口相连，另一路直接收集高温水蒸气和CO2。