【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料燃烧领域，具体涉及一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统及工艺。
技术介绍
1、在碳达峰、碳中和的背景下，化石能源的低碳转型成为保证整体能源结构安全、经济的迫切需求，低成本的碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization andstorage,ccus)技术则是其中的关键。其中，作为一项潜力巨大的燃料燃烧中碳捕集技术，化学链燃烧(chemical looping combustion,clc)在近些年受到越来越多的关注。有别于传统的一步燃烧过程，clc技术将其拆分为气氛隔绝的氧化和还原两个独立子过程，利用金属氧化物载氧体在两个子过程间循环传递晶格氧和热量，燃料在低于传统燃烧的温度区间被载氧体氧化，并产生以co2和h2o为主的产物，因而co2很容易被分离、捕集。因此，化学链燃烧技术具有co2原位分离、能量梯级利用、低nox排放的优势。
2、迄今为止，化学链燃烧领域的研究重点主要集中在高性能载氧体(oxygencarrier,oc)的开发、反应器的设计和运行、系统的能流物流集成等方面。其中，clc反应器的性能是限制clc过程燃料化学能利用率、co2捕集成本的主要瓶颈，因而得到了人们的重点关注。根据载氧体参与氧化和还原反应方式的不同，化学链燃烧反应器可以划分为双流化床、并置固定床等形式，其中前者更为常用。双流化床反应器就是将两个流化床反应器串联起来，载氧体颗粒在其间循环流动。双流化床化学链燃烧反应器包括空气反应器、燃料反应器以及辅助的旋风分离器、流动密封阀、连接管等部件。燃料反应
3、尽管后氧化室的技术路线较为明确，但国内外仍少有人对该技术进行研究，仅有瑞典查尔姆斯理工大学的100kwth反应器(mei d,linderholm c,lyngfelt a.performanceof an oxy-polishing step in the 100kwth chemical looping combustionprototype.chemical engineering journal,2021,409,128202)以及德国达姆施塔特工业大学1mwth反应器采用了后氧化系统(j,orth m,epple b.design and operationof a 1mwth chemical looping plant.applied energy,2014,113:1490-1495.)。两者均将燃料反应器烟气以及纯氧通入一个空间内，其中前者的后氧化室采用了扩大段设计形式，后者采用了直管设计形式，两者均为空塔运行，即后燃烧室为空置状态。在后氧化系统的辅助下，两个化学链燃烧装置均能实现较高的燃料转化状态和碳捕集效率。
4、然而，空塔运行的后燃烧室调控冗余性较差，对变工况、特别是极端情况下的工况变化适应能力差，这就对空分供氧系统施加了更大的压力，也会增加系统的调控难度和运行成本。此外，对于中试及以上规模的化学链燃烧装置来说，燃料的转化固然重要，而系统的自热运行同样也是制约其运行效果的核心因素。目前国内外已有的各尺度装置均未实现自热运行，均通过电加热或燃料补燃来维持系统的运行。能量集成是中试及以上规模化学链燃烧装置必须要解决的问题，是实现自热运行的必由路径，因此如何使得燃烧系统对于能量调控具有一定的冗余，增加热集成的抵抗、平抑波动能力是急需待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提出的目的在于提高化学链燃烧系统的能量利用率并降低能量集成难度，本专利技术中提出的后氧化系统将烟气中的低浓度残余气体燃料通过通入后燃烧室的少量纯氧而尽可能烧尽，以提升燃料化学能的利用效率，同时减少烟气中除co2、h2o以外的杂质气体，降低烟气co2压缩纯化过程的能耗。此时，后氧化室中载氧体的存在促进了烟气残余燃料的转化，为燃料转化提供晶格氧缓冲。此外，燃料转化过程产生的热量也会积蓄在载氧体床层中，为化学链燃烧系统提供热缓冲，稳定烟气的温度，有利于系统的能流集成。
2、根据本专利技术的第一个方面，本专利技术首先提出了一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，所述后氧化系统包括燃烧烟气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，包括燃烧烟气分离单元、第一采样单元、后氧化室、给氧单元和第二采样单元，所述后氧化室入口和出口处分别设有第一圆管和第二圆管，所述第一圆管和第二圆管内分别设有与所述第一采样单元、第二采样单元连接的第一气体检测点和第二气体检测点；
2.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述后氧化室为圆柱形中空结构，所述第一圆管、第二圆管的直径均小于后氧化室。
3.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述氧载体含有活性组分，所述活性组分是Fe2O3、CuO、NiO中的一种或多种，所述氧载体的粒径为10-20mm，所述氧载体装填方式为密相堆积或先将氧载体装填于多个层状模块中，再将多个层状模块堆叠于后氧化室中。
4.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述第一气体检测点、第二气体检测点用于同时检测烟气残余燃料的成分和温度。
5.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于
6.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述旋风分离器为二级旋风分离器。
7.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述第二圆管外部具有喷水减温装置。
8.根据权利要求7所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述后氧化系统还包括PID控制单元，所述PID控制单元根据所述第一采样单元和第二采样单元的采样结果控制所述给氧单元的给氧量以及所述喷水减温装置的喷水量。
9.一种利用权利要求8所述系统的烟气残余燃料后氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的烟气残余燃料后氧化工艺，其特征在于，步骤S2中，在第一采样单元对所述烟气流股采样之前对所述烟气流股通过换热器换热，换热温度为500-550℃。
...【技术特征摘要】
1.一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，包括燃烧烟气分离单元、第一采样单元、后氧化室、给氧单元和第二采样单元，所述后氧化室入口和出口处分别设有第一圆管和第二圆管，所述第一圆管和第二圆管内分别设有与所述第一采样单元、第二采样单元连接的第一气体检测点和第二气体检测点；
2.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述后氧化室为圆柱形中空结构，所述第一圆管、第二圆管的直径均小于后氧化室。
3.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述氧载体含有活性组分，所述活性组分是fe2o3、cuo、nio中的一种或多种，所述氧载体的粒径为10-20mm，所述氧载体装填方式为密相堆积或先将氧载体装填于多个层状模块中，再将多个层状模块堆叠于后氧化室中。
4.根据权利要求1所述的一种蓄氧蓄热式的烟气残余燃料后氧化系统，其特征在于，所述第一气体检测点、第二气体检测点用于同时检测烟气残余燃料的成分和温度。
5.根据权利要求1所述的一种蓄...
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