专利名称：无火焰化学链燃烧还原炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及还原炉，尤其是一种无火焰化学链燃烧还原炉。
背景技术：
全球气候变暖主要是由于以(X)2为主的温室气体的大量排放导致地球温室效应的加剧所造成的。控制和减少(X)2的排放量对于解决大气温室效应和全球变暖的影响具有重要作用。CO2的排放，其中大部分CO2除了由燃煤产生外，主要是燃烧石油及其产品产生的。在未来相当长的时期内，燃油为主的动力能源格局不会改变，石油、天燃气消耗量将持续增长，控制燃油、天燃气生产中(X)2的排放对于解决大气温室效应和全球变暖具有显著的作用。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、还原反应充分、适用范围广的无火焰化学链燃烧还原炉。为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案本实用新型一种无火焰化学链燃烧还原炉，包括还原器和还原器旋风分离器，所述还原器上部的还原器循环流化出口和下部的还原器循环流化入口分别与还原器旋风分离器上部的还原器旋风分离器循环流化入口和底端的还原器旋风分离器循环流化出口连通，所述还原器包括由耐火砖构成的炉体，所述炉体的横截面为圆形，其外壁包裹有绝热层，在所述炉体上设有MO喷射管、带有阀门的石油或天然气喷射管、附粉出口和电加热管；所述MO喷射管、石油或天然气喷射管位于炉体中部，两者的喷射方向相向且均与炉体的内壁相切。所述NiO喷射管和石油或天然气喷射管的喷射方向构成90度夹角。所述电加热管位于所述NiO喷射管和石油或天然气喷射管喷射交汇区的中间部位，该电加热管用于反应开始时提供850-960度的温度。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是由于所述还原器包括由耐火砖构成的炉体，所述炉体的横截面为圆形，在所述炉体上设有NiO喷射管、带有阀门的石油或天然气喷射管、M粉出口和电加热管，所述MO喷射管、石油或天然气喷射管位于炉体中部，两者的喷射方向相向且均与炉体的内壁相切，这种结构，能够使石油或天然气与NiO充分混合，还原反应彻底，单位时间内产生的热量大；保温效果好，热效率高。更进一步的效果是由于NiO喷射管和石油或天然气喷射管的喷射方向构成90 度夹角，这种结构，NiO与石油或天然气形成旋转气流，混合更加充分，还原反应更加充分彻底，产生的热效率高；将所述电加热管设于所述NiO喷射管和石油或天然气喷射管喷射交汇区的中间部位，用于反应开始时提供850-960度的温度，这种结构，直接对混合气体进行加热，加热效率高，节省预热时间。本实用新型适用于其它还原反应，适用范围广。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的A-A剖面结构示意图。图3是本实用新型所应用于石油、天燃气无火焰化学链燃烧动力系统的结构及工艺流程示意图。图4是图3中氧化器的结构示意图。
具体实施方式
图1和图2示出了一种无火焰化学链燃烧还原炉，包括还原器1和还原器旋风分离器2，所述还原器1上部的还原器循环流化出口和下部的还原器循环流化入口分别与还原器旋风分离器2上部的还原器旋风分离器循环流化入口和底端的还原器旋风分离器循环流化出口连通，所述还原器1包括由耐火砖构成的炉体101，所述炉体101的横截面为圆形，其外壁包裹有绝热层，为了增加承压能力，还可以在炉体101外围曾设钢板加固层。在所述炉体101上设有NiO喷射管103、带有阀门104的石油或天然气喷射管105、Ni粉出口 107和电加热管106 ；所述NiO喷射管103、石油或天然气喷射管105位于炉体101中部，两者的喷射方向构成90度夹角、相向喷射、且喷射方向均与炉体101的内壁相切。所述电加热管106位于所述NiO喷射管103和石油或天然气喷射管105喷射交汇区的中间部位，该电加热管106用于反应开始时提供850-960度的温度；所述Ni粉出口 107位于炉体101的底部。图3是本实用新型应用于石油、天燃气无火焰化学链燃烧动力系统的结构及工艺流程示意图，图4是图3中氧化器的结构示意图。如图1至图4所示，所述石油、天燃气无火焰化学链燃烧动力系统包括由还原器1和还原器旋风分离器2构成的本实用新型无火焰化学链燃烧还原炉、氧化器10、氧化器旋风分离器9、压气器3、饱和器4、冷凝器6、二氧化碳收集罐、一级涡轮机5和二级涡轮机8。所述还原器1具有NiO喷射管103、带有阀门104 的石油或天然气喷射管105、Ni粉出口 107、电加热管106 ；所述氧化器10具有NiO粉出口 1007、压缩空气入口 1003、Ni粉入口、氧化器循环流化出口和氧化器循环流化入口 ；该氧化器10的氧化器炉体1001由耐火砖构成，所述氧化器炉体1001的横截面为圆形，其外壁包裹有由石棉构成的绝热层；为了增加承压能力，还可以在氧化器炉体1001外围曾设钢板加固层；所述Ni粉入口上游设有Ni粉输送机1004和Ni粉漏斗1005 ；Ni粉入口和压缩空气入口 1003位于氧化器炉体1001底部，两者的喷射方向相向且均与氧化器炉体1001的内壁相切。氧化器10还设有用于控制Ni粉入口和压缩空气入口 1003的总阀门1006。所述还原器旋风分离器2具有还原器旋风分离器循环流化出口、还原器旋风分离器循环流化入口和还原器旋风分离器气体出口 ；所述氧化器旋风分离器9具有氧化器旋风分离器循环流化出口、氧化器旋风分离器循环流化入口和氧化器旋风分离器气体出口 ；所述冷凝器6具有冷凝器入口、CO2出口、及H2O出口，所述(X)2出口与所述二氧化碳收集罐连通。所述还原器 1的NiO喷射管103、Ni粉出口 107、还原器循环流化出口和还原器循环流化入口分别与氧化器10的NiO粉出口 1007、Ni粉入口、还原器旋风分离器2的还原器旋风分离器循环流化入口和还原器旋风分离器循环流化出口连通；所述氧化器10的压缩空气入口 1003经所述饱和器4与所述压气器3连通，其氧化器循环流化出口和氧化器循环流化入口分别与所述氧化器旋风分离器9的氧化器旋风分离器循环流化入口和氧化器旋风分离器循环流化出口连通；所述还原器旋风分离器2的还原器旋风分离器气体出口经所述一级涡轮机5与冷凝器6入口连通；所述氧化器旋风分离器9的氧化器旋风分离器气体出口与所述二级涡轮机8连通，二级涡轮机8的气体出口与大气相通。所述一级涡轮机5和二级涡轮机8的动力输出轴传动连接，构成动力轴。所述动力轴分别与发电机7和所述压气器3传动连接。无火焰化学链燃烧的工艺流程主要包括流程A 将经除渣处理后的石油或天燃气通过石油或天然气喷射管105送入还原器1内，电加热管106将还原器1内的温度加热到850-960度，用于反应开始时提供热量， 还原器1与还原器旋风分离器2组成循环流化床，在还原器1内，石油或天燃气与从氧化器 10来的NiO反应，生成温度小于600度、压力小于20Mpa的高温高压纯(X)2气体，反应方程式为Cs/f2s+2 + (3 + 1)ΜΟ — nC02 + {η +\)H20 + ( + 1)Μ + 热量或CH、+AMO — CO2 + IH2O + AM + 热量为使化学反应充分进行，所述NiO喷射管103、石油或天然气喷射管105位于炉体中部，两者的喷射方向相向且均与炉体101的内壁相切，从而形成旋转气流，具有反应效果好、结构简单等特点；所述电加热管106位于所述MO喷射管103和石油或天然气喷射管 105喷射交汇区的中间部位，用于反应开始时提供850-960度的温度，这种结构，直接对混合气体进行加热，加热效率高，节省预热时间。氧化器10与氧化器旋风分离器9组成循环流化床，在还原器1内生成的Ni通过 Ni粉入口送入氧化器10中，同时经压气器3、饱和器4压缩的空气通过压缩空气入口 1003 送入氧化器10中，为使化学反应充分进行，Ni粉入口和压缩空气入口 1003的喷射方向相向且均与炉体1001的内壁相切。在氧化器10中发生氧化反应，将M氧化成M0，反应方程式为2Ni+02 — 2Ν 0+ 热量。流程B 反应生成高温高压纯CO2气体通过还原器风分离器2送入一级涡轮机5中作功，带动发电机7发电，同时也为压气器3提供动力；从氧化器旋风分离器9中出来的温度小于600度、压力小于20Mpa的高温高压&气，送到二级涡轮机8中作功，带动发电机7 发电，同时也为压气器3提供动力。流程C 从一级涡轮机5出来的气体经冷凝器6冷凝成纯CO2气体和水，将纯CO2 气体回收到二氧化碳收集罐中。
权利要求1.一种无火焰化学链燃烧还原炉，包括还原器(1)和还原器旋风分离器(2)，所述还原器(1)上部的还原器循环流化出口和下部的还原器循环流化入口分别与还原器旋风分离器(2)上部的还原器旋风分离器循环流化入口和底端的还原器旋风分离器循环流化出口连通，其特征在于所述还原器(1)包括由耐火砖构成的炉体(101)，所述炉体(101)的横截面为圆形，其外壁包裹有绝热层，在所述炉体(101)上设有NiO喷射管(103)、带有阀门(104) 的石油或天然气喷射管(105)、Ni粉出口( 107)和电加热管(106)；所述NiO喷射管(103)、 石油或天然气喷射管(105)位于炉体(101)中部，两者的喷射方向相向且均与炉体(101)的内壁相切。
2.根据权利要求1所述的无火焰化学链燃烧还原炉，其特征在于所述MO喷射管 (103)和石油或天然气喷射管(105)的喷射方向构成90度夹角。
3.根据权利要求2所述的无火焰化学链燃烧还原炉，其特征在于所述电加热管(106) 位于所述NiO喷射管(103)和石油或天然气喷射管(105)喷射交汇区的中间部位，该电加热管(106)用于反应开始时提供850-960度的温度。
专利摘要本实用新型公开了一种无火焰化学链燃烧还原炉，包括还原器和还原器旋风分离器，所述还原器上部的还原器循环流化出口和下部的还原器循环流化入口分别与还原器旋风分离器上部的还原器旋风分离器循环流化入口和底端的还原器旋风分离器循环流化出口连通，所述还原器包括由耐火砖构成的炉体，所述炉体的横截面为圆形，其外壁包裹有绝热层，在所述炉体上设有NiO喷射管、带有阀门的石油或天然气喷射管、Ni粉出口和电加热管；所述NiO喷射管、石油或天然气喷射管位于炉体中部，两者的喷射方向相向且均与炉体的内壁相切。与现有技术相比，本实用新型结构简单、还原反应充分、适用范围广。
文档编号B01J8/24GK202072491SQ20112007020
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者吴福儿 申请人:绍兴文理学院