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

摘要

本发明公开了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，该系统包括干蒸汽制取装置、化学链空分装置以及富氧燃烧装置，其中，干蒸汽制取装置包括太阳能集热器、蒸汽发生器和分流器，干蒸汽制取装置生成的干蒸汽经分流器分为两股：一股干蒸汽进入化学链空分装置用于吸氧反应器的流化气，另一股干蒸汽进入富氧燃烧装置，化学链空分装置生成的高纯度氧气进入富氧燃烧装置与干蒸汽和燃料进行混合燃烧，产物经简单冷凝分离后获得高纯度的二氧化碳。本发明利用太阳能制取的干蒸汽既能用做化学链空分装置的流化气，又能通入富氧燃烧装置参与燃烧反应，减少了烟气再循环回路，降低了富氧燃烧系统能耗，提高系统的效率。

主权项

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。