[发明专利]一种磁性纳米级载氧体化学链反应器及其使用方法

权利要求书

1.一种磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，包括空气提升管反应器、空气侧静电分离器、燃料提升管反应器、燃料侧静电分离器、载氧体给料器、给煤器、暂存器、磁性分离部件和分离管路；所述载氧体给料器与空气提升管反应器下部的进料口连通，所述空气提升管反应器底部设置有进气口，所述空气提升管反应器上部的排料口与空气侧静电分离器连通，所述空气侧静电分离器底部的出料口与燃烧提升管反应器的下部连通；所述给煤器与所述燃料提升管反应器下部的进料口连通，所述燃料提升管反应器底部设置有进气口，所述燃料提升管反应器上部的排料口与燃料侧静电分离器连通，所述燃料侧静电分离器的排料口与暂存器的入口连通，所述暂存器的出料口与分离管路连通，所述分离管路上部的侧面设置有磁性分离部件，所述分离管路的下部分为斜管和直管两个管路，所述斜管与磁性分离部件位于同一侧，所述斜管与空气提升管反应器的下部连通，所述直管与燃料提升管反应器的下部连通；所述燃料提升管反应器的侧面设置有排灰口；

所述磁性纳米级载氧体为Ni-Fe基载氧体。

2.根据权利要求1所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述空气侧静电分离器底部的出料口与燃烧提升管反应器的下部连通的管路上设置有U型密封阀返料器。

3.根据权利要求1所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述斜管与空气提升管反应器的下部连通的管路上设置有U型密封阀返料器；所述直管与燃料提升管反应器的下部连通的管路上设置有U型密封阀返料器。

4.根据权利要求1～3任一项所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述排灰口设置有U型密封阀返料器。

5.根据权利要求4所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述排灰口的高度与燃料提升管反应器中的煤粉颗粒稳定流化高度齐平。

6.根据权利要求4所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述直管与燃料提升管反应器的下部连通的位置位于燃料提升管反应器的进料口以上，且位于排灰口以下。

7.根据权利要求1～3和5～6任一项所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，还包括空气侧气体加热器和燃料侧气体加热器，所述空气侧气体加热器与空气提升管反应器底部的进气口连通，所述燃料侧气体加热器与燃料提升管反应器底部的进气口连通。

8.根据权利要求1～3和5～6任一项所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述空气提升管反应器的缩口位于空气提升管反应器从下向上的35～60％处，所述空气提升管反应器的窄口段的横截面面积占宽口段的横截面面积的50～70％。

9.根据权利要求1～3和5～6任一项所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器，其特征在于，所述燃料提升管反应器的缩口位于燃料提升管反应器从下向上的60～80％处，所述燃料提升管反应器的窄口段的横截面面积占宽口段的横截面面积的50～70％。

10.权利要求1～9任一项所述的磁性纳米级载氧体化学链反应器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

将磁性纳米级载氧体通过载氧体给料器输送至空气提升管反应器，空气提升管反应器底部的进气口输入空气，使磁性纳米级载氧体的鼓泡流化高度在缩口之上，使空气提升管反应器中的下部鼓泡，上部输送物料；同时空气将由斜管输送过来的被还原的磁性纳米级载氧体氧化；

空气提升管反应器上部的磁性纳米级载氧体随着气流进入空气侧静电分离器，将气体和磁性纳米级载氧体分离，磁性纳米级载氧体从空气侧静电分离器底部的排料口排出，通入至燃料提升管反应器下部；

给煤器将煤粉输送至燃料提升管反应器，燃料提升管反应器底部通入空气和二氧化碳的混合气体或通入二氧化碳，使煤粉的鼓泡流化高度在缩口之上，燃料提升管反应器中的下部鼓泡，上部输送物料，煤粉与磁性纳米级载氧体发生还原反应后，随着气流进入燃料侧静电分离器，将气体和固体分离，固体从燃料侧静电分离器底部的排料口排出至暂存器中；灰分在燃料提升管反应器的排灰口排出；

通过磁性分离部件，使暂存器中的被还原的磁性纳米级载氧体和未被还原的磁性纳米级载氧体落于斜管中，返回空气提升管反应器，而少量残留的灰分和未反应的煤粉落入直管中，返回燃料提升管反应器。