[发明专利]具有多个燃料反应区和重力供给氧化的粒子的化学链燃烧方法

摘要

一种改进的化学链燃烧(CLC)方法和系统，包括含有载氧体粒子例如金属氧化物的料斗，所述载氧体粒子在重力作用下以受控的流速从料斗供入(a)通常垂直的下流式反应器(10)，在这里它们与供入该系统的全部烃燃料混合，和(b)供入一个或多个与多个分级流化反应器床连通的竖管，引入该系统的载氧体粒子的量以化学计量比预定，以产生H₂和CO₂的合成气混合物；或者将燃料完全燃烧成CO₂和水蒸气，由此允许捕集所生产的大部分的基本纯净形式的CO₂。

主权项

1.一种用于回收CO2的化学链燃烧方法，其包含：a.雾化经预热的烃供料，其中将该经预热的烃供料在混合区中与分散蒸汽密切混合，并且引入下流式反应器的上部；b.将经雾化的烃供料和蒸汽混合物与预定量的金属氧化物的经热氧化的粒子接触，通过重力供料将该粒子引入该下流式反应器上部，其中将该烃供料蒸发和与该金属氧化物反应，由此还原该金属氧化物的氧化态来生产包含CO2和H2O的反应产物，和含有焦炭的经还原的金属氧化物粒子；c.将来自下流式反应器的该反应产物和经还原的金属氧化物送到含有新鲜的经氧化的粒子的第一流化燃料反应器，在其中将该金属氧化物粒子上形成的焦炭气化，产生包含CO和H2的气化产物，该气化产物与该金属氧化物进一步反应；d.使来自该下流式反应器和第一流化燃料反应器的包含CO2、H2O和未反应的气体和任何未反应的燃料的反应产物通过经尺寸定制并配置为截留该金属氧化物粒子的多孔板，并通入含有经氧化的金属氧化物的新鲜粒子的第二流化燃料反应器，在其中使任何未反应的气体进行反应；e.将气态反应产物和任何携带的颗粒物质从第二流化燃料反应器送到分离装置，在其中将该气态反应产物与颗粒物质分离，并且作为产物流回收，和将该颗粒物质再循环到第一流化燃料反应器；f.将该还原的金属氧化物粒子从第一和第二流化燃料反应器送到分隔床气柜回路密封器，从其中将还原的金属氧化物粒子送到空气反应器，并且与含氧气体移动流接触来氧化该还原的金属；g.将该新鲜氧化的金属氧化物粒子从空气反应器送到料斗，从该料斗将金属氧化物以预定的受控速度重力供给到下述每个：i.步骤(a)的下流式反应器；ii.步骤(d)的第二流化燃料反应器；和iii.任选地，经由分离装置送到空气反应器的入口，该分离装置从金属氧化物中分离任何气体；和h.回收基本上纯净的CO2流。