專利名稱：無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氧化爐，尤其是一種無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐。
背景技術(shù)：
全球氣候變暖主要是由于以(X)2為主的溫室氣體的大量排放導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的加劇所造成的?？刂坪蜏p少(X)2的排放量對于解決大氣溫室效應(yīng)和全球變暖的影響具有重要作用。CO2的排放，其中大部分CO2除了由燃煤產(chǎn)生外，主要是燃燒石油及其產(chǎn)品產(chǎn)生的。在未來相當長的時期內(nèi)，燃油為主的動力能源格局不會改變，石油、天燃氣消耗量將持續(xù)增長，控制燃油、天燃氣生產(chǎn)中(X)2的排放對于解決大氣溫室效應(yīng)和全球變暖具有顯著的作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、氧化反應(yīng)充分、適用范圍廣的無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取下述技術(shù)方案本實用新型一種無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐，包括氧化器和氧化器旋風分離器，所述氧化器上部的氧化器循環(huán)流化出口和下部的氧化器循環(huán)流化入口分別與氧化器旋風分離器上部的氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和底端的氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口連通，所述氧化器包括由耐火磚構(gòu)成的氧化器爐體，所述氧化器爐體的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層；在所述氧化器爐體上設(shè)有NiO粉出口、壓縮空氣入口和Ni粉入口，在所述 Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機和Ni粉漏斗；Ni粉入口和壓縮空氣入口位于氧化器爐體底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體的內(nèi)壁相切。所述氧化器還包括用于控制Ni粉入口和壓縮空氣入口的總閥門。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于所述氧化器包括由耐火磚構(gòu)成的氧化器爐體，所述氧化器爐體的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層，在所述氧化器爐體上設(shè)有NiO粉出口、壓縮空氣入口和Ni粉入口，在所述Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機和 Ni粉漏斗，Ni粉入口和壓縮空氣入口位于氧化器爐體底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體的內(nèi)壁相切，這種結(jié)構(gòu)，能夠使M與空氣充分混合，氧化反應(yīng)徹底，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量大；保溫效果好，熱效率高；也適用于其它氧化反應(yīng)，適用范圍廣。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型所應(yīng)用于石油、天燃氣無火焰化學(xué)鏈燃燒動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工藝流程示意圖。圖3是圖2中還原器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
3CN 202072492 U
說明書
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具體實施方式
圖1示出了一種無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐，包括氧化器10和氧化器旋風分離器9， 所述氧化器10上部的氧化器循環(huán)流化出口和下部的氧化器循環(huán)流化入口分別與氧化器旋風分離器9上部的氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和底端的氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口連通，所述氧化器10包括由耐火磚構(gòu)成的氧化器爐體1001，所述氧化器爐體1001的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層；在所述氧化器爐體1001上設(shè)有NiO粉出口 1007、壓縮空氣入口 1003和Ni粉入口，在所述Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機1004和Ni粉漏斗 1005;所述Ni粉入口和壓縮空氣入口 1003由總閥門1006控制它們的開啟與關(guān)閉。Ni粉入口和壓縮空氣入口 1003位于氧化器爐體1001底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體1001的內(nèi)壁相切；NiO粉出口 1007位于氧化器爐體1001的底端。圖2是本實用新型所應(yīng)用于石油、天燃氣無火焰化學(xué)鏈燃燒動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工藝流程示意圖，圖3是圖2中還原器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖4所示，所述石油、天燃氣無火焰化學(xué)鏈燃燒動力系統(tǒng)包括由還原器1和還原器旋風分離器2構(gòu)成的無火焰化學(xué)鏈燃燒還原爐、由氧化器10和氧化器旋風分離器9構(gòu)成的本實用新型無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐、壓氣器3、飽和器4、冷凝器6、二氧化碳收集罐、一級渦輪機5和二級渦輪機8。所述還原器1具有NiO噴射管103、帶有閥門104的石油或天然氣噴射管105、Ni粉出口 107、電加熱管106、還原器循環(huán)流化出口和還原器循環(huán)流化入口 ； 該還原器1包括由耐火磚構(gòu)成的爐體101，所述爐體101的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層，為了增加承壓能力，還可以在爐體101外圍曾設(shè)鋼板加固層，所述NiO噴射管103、石油或天然氣噴射管105位于爐體101中部，兩者的噴射方向構(gòu)成90度夾角、相向噴射、且噴射方向均與爐體101的內(nèi)壁相切，所述電加熱管106位于所述NiO噴射管103和石油或天然氣噴射管105噴射交匯區(qū)的中間部位，該電加熱管106用于反應(yīng)開始時提供850-960度的溫度，所述Ni粉出口 107位于爐體101的底部；所述氧化器10具有NiO粉出口 1007、壓縮空氣入口 1003、Ni粉入口、氧化器循環(huán)流化出口和氧化器循環(huán)流化入口 ；該氧化器10的氧化器爐體1001由耐火磚構(gòu)成，所述氧化器爐體1001的橫截面為圓形，其外壁包裹有由石棉構(gòu)成的絕熱層；為了增加承壓能力，還可以在氧化器爐體1001外圍曾設(shè)鋼板加固層；所述Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機1004和Ni粉漏斗1005 ；Ni粉入口和壓縮空氣入口 1003 位于氧化器爐體1001底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體1001的內(nèi)壁相切；NiO 粉出口 1007位于氧化器爐體1001的底端。氧化器10還設(shè)有用于控制Ni粉入口和壓縮空氣入口 1003的總閥門1006。所述還原器旋風分離器2具有還原器旋風分離器循環(huán)流化出口、還原器旋風分離器循環(huán)流化入口和還原器旋風分離器氣體出口 ；所述氧化器旋風分離器9具有氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口、氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和氧化器旋風分離器氣體出口 ；所述冷凝器6具有冷凝器入口、CO2出口、及H2O出口，所述(X)2出口與所述二氧化碳收集罐連通。所述還原器1的NiO噴射管103、Ni粉出口 107、還原器循環(huán)流化出口和還原器循環(huán)流化入口分別與氧化器10的NiO粉出口 1007、Ni粉入口、還原器旋風分離器2的還原器旋風分離器循環(huán)流化入口和還原器旋風分離器循環(huán)流化出口連通；所述氧化器10的壓縮空氣入口 1003經(jīng)所述飽和器4與所述壓氣器3連通，其氧化器循環(huán)流化出口和氧化器循環(huán)流化入口分別與所述氧化器旋風分離器9的氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口連通；所述還原器旋風分離器2的還原器旋風分離器氣體出口經(jīng)所述一級渦輪機5與冷凝器6入口連通；所述氧化器旋風分離器9的氧化器旋風分離器氣體出口與所述二級渦輪機8連通，二級渦輪機8的氣體出口與大氣相通。所述一級渦輪機5和二級渦輪機8的動力輸出軸傳動連接，構(gòu)成動力軸。所述動力軸分別與發(fā)電機7和所述壓氣器3傳動連接。無火焰化學(xué)鏈燃燒的工藝流程主要包括流程A 將經(jīng)除渣處理后的石油或天燃氣通過石油或天然氣噴射管105送入還原器1內(nèi)，電加熱管106將還原器1內(nèi)的溫度加熱到850-960度，用于反應(yīng)開始時提供熱量， 還原器1與還原器旋風分離器2組成循環(huán)流化床，在還原器1內(nèi)，石油或天燃氣與從氧化器 10來的NiO反應(yīng)，生成溫度低于600度、壓力小于20Mpa的高溫高壓純CO2氣體，反應(yīng)方程式為CsH2^2 + (3 + PBO HCO2 +(n+\)H20 + (3m + 1)M + 熱量或CfZi4+4MO ^CO2 + 2H20 + AM + 熱量為使化學(xué)反應(yīng)充分進行，所述NiO噴射管103、石油或天然氣噴射管105位于爐體中部，兩者的噴射方向相向且均與爐體101的內(nèi)壁相切，從而形成旋轉(zhuǎn)氣流，具有反應(yīng)效果好、結(jié)構(gòu)簡單等特點；所述電加熱管106位于所述MO噴射管103和石油或天然氣噴射管 105噴射交匯區(qū)的中間部位，用于反應(yīng)開始時提供850-960度的溫度，這種結(jié)構(gòu)，直接對混合氣體進行加熱，加熱效率高，節(jié)省預(yù)熱時間。氧化器10與氧化器旋風分離器9組成循環(huán)流化床，在還原器1內(nèi)生成的Ni通過 Ni粉入口送入氧化器10中，同時經(jīng)壓氣器3、飽和器4壓縮的空氣通過壓縮空氣入口 1003 送入氧化器10中，為使化學(xué)反應(yīng)充分進行，Ni粉入口和壓縮空氣入口 1003的噴射方向相向且均與爐體1001的內(nèi)壁相切。在氧化器10中發(fā)生氧化反應(yīng)，將M氧化成M0，反應(yīng)方程式為2Ni+02 — 2Ν 0+ 熱量。流程B 反應(yīng)生成高溫高壓純CO2氣體通過還原器風分離器2送入一級渦輪機5中作功，帶動發(fā)電機7發(fā)電，同時也為壓氣器3提供動力；從氧化器旋風分離器9中出來的溫度低于600度、壓力小于20Mpa的高溫高壓&氣，送到二級渦輪機8中作功，帶動發(fā)電機7 發(fā)電，同時也為壓氣器3提供動力。流程C 從一級渦輪機5出來的氣體經(jīng)冷凝器6冷凝成純CO2氣體和水，將純CO2 氣體回收到二氧化碳收集罐中。
權(quán)利要求1.一種無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐，包括氧化器(10)和氧化器旋風分離器(9)，所述氧化器(10)上部的氧化器循環(huán)流化出口和下部的氧化器循環(huán)流化入口分別與氧化器旋風分離器(9)上部的氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和底端的氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口連通，其特征在于所述氧化器(10)包括由耐火磚構(gòu)成的氧化器爐體(1001)，所述氧化器爐體(1001)的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層；在所述氧化器爐體(1001)上設(shè)有NiO 粉出口(1007)、壓縮空氣入口(1003)和Ni粉入口，在所述Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機 (1004)和Ni粉漏斗(1005) ；Ni粉入口和壓縮空氣入口( 1003)位于氧化器爐體(1001)底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體(1001)的內(nèi)壁相切。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐，其特征在于所述氧化器(10)還包括用于控制Ni粉入口和壓縮空氣入口(1003)的總閥門(1006)。
專利摘要本實用新型公開了一種無火焰化學(xué)鏈燃燒氧化爐，包括氧化器和氧化器旋風分離器，所述氧化器上部的氧化器循環(huán)流化出口和下部的氧化器循環(huán)流化入口分別與氧化器旋風分離器上部的氧化器旋風分離器循環(huán)流化入口和底端的氧化器旋風分離器循環(huán)流化出口連通，所述氧化器包括由耐火磚構(gòu)成的氧化器爐體，所述氧化器爐體的橫截面為圓形，其外壁包裹有絕熱層；在所述氧化器爐體上設(shè)有NiO粉出口、壓縮空氣入口和Ni粉入口，在所述Ni粉入口上游設(shè)有Ni粉輸送機和Ni粉漏斗；Ni粉入口和壓縮空氣入口位于氧化器爐體底部，兩者的噴射方向相向且均與氧化器爐體的內(nèi)壁相切。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、氧化反應(yīng)充分、適用范圍廣。
文檔編號C01B31/20GK202072492SQ20112007022
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者吳福兒 申請人:紹興文理學(xué)院