CN106029559B - 采用原位制取氧气和化学链燃烧的酸性气体燃烧 - Google Patents

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Abstract

一种用于酸性气体燃烧的化学链燃烧(CLC)方法包括一系列反应区，并被配置成提供原位制取氧气和从产品流中原位去除SO2气体，所述SO2气体通过在一反应区域的某一位置SO2与钙基吸附剂反应从而去除。CLC方法也被配置成原位制取氧气，所述原位制取氧气归因于金属氧物物氧载体的使用，所述金属氧物氧载体故意放置成不直接接触酸性气体，从而消除不希望有的硫基金属氧化物的生成。

Description

采用原位制取氧气和化学链燃烧的酸性气体燃烧
技术领域
本发明涉及一种使用化学链燃烧(CLC)方法燃烧酸性气体或低热值气体产生热量和蒸汽的方法。更具体地，本发明涉及一种酸性气体化学链燃烧方法的效率改进和污染气体的原位还原，如SO2。
背景技术
近几十年来对全球变暖的日益关注导致发电领域研究的增加。为应对全球变暖的不良影响，不同的措施纷纷出台。其中一项措施是碳捕获和封存(CCS)，其被广泛认为是对二氧化碳排放的中期至长期的缓解措施。CCS具有价值的和环境的潜力，如果CO2在被捕获后可在工业应用中使用，就可实现上述潜力。尽管如此，目前的问题是大多数已知的CCS方法均是高成本的。
在发电领域中，燃烧是常用的反应。数个碳捕获技术存在用于从燃烧单元中捕获CO2，所述燃烧单元包括后处理、O2/CO2燃烧(氧化燃料)和CO-转移。化学链燃烧(CLC)是燃烧反应中的一种特殊类型，最初在20世纪50年代被创造来生产CO2，但最近潜在的CO2捕获方法已受到越来越多的关注。在CLC方法中，氧载体充当空气和燃料之间的氧气的中间转运体，从而防止空气和燃料直接接触彼此。典型的，固体金属氧化物氧载体用于氧化燃料反应器中的燃料流，这导致CO2和H2O的生成。然后将还原型氧载体转移到空气反应器中与空气接触，被氧化成初始状态，然后再返回至燃料反应器中用于进一步燃烧反应。
一般情况下，CLC方法的总热量是两个热态的总和，氧化反应的放热和还原反应的吸热，这相当于传统燃烧反应所释放的热量。因此，CLC方法的优点是捕获CO2需要最小的额外能量，此时其仍保持与直接燃烧方法相同的燃烧效率。更确切地说，CLC方法中具有最低的能量损失，估计只有2-3％的效率损失。此外，与直接燃烧方法相比，CLC方法中减少了NOx的形成，因为在CLC方法中，在缺乏燃料的情况下于空气反应器中发生氧化反应，且其操作温度低于1200℃，高于上述温度NOx的形成将大幅增加。因此，与其它燃烧方法相比，在CLC方法中减少的NOx形成使得CO2捕获的花费较低，因为在捕获前CO2不需要从NOx气体中分离。此外，与其它燃烧方法相反，CLC方法中的CO2产品可从其它气体中分离和捕获，而无需使用附加的步骤或设备。
在燃烧方法中可使用许多类型的燃料。含有显著量的硫化氢的天然气-被称为酸性气体-也可作为燃烧方法的气体燃料；然而，酸性气体热值低，腐蚀性强，因此不曾被认为是特别有用的化石燃料。然而，世界范围内日益增长的能源需求迫使将酸性气体作为能源使用。
在燃烧方法中，使用酸性气体的最大问题是H2S为强腐蚀性气体，其在燃气轮机系统的高温高压条件下会损害燃烧系统的机械零件。此外，当暴露于空气时，H2S会完全氧化生成SOx(即SO2)，SOx是一种空气污染物。
以往，为了避免腐蚀作用和酸性气体的燃烧相关的污染，需对酸性气体进行预处理以从气流中充分除去硫化物，所述预处理称为“脱硫”方法。例如，胺气的处理方法可用于酸性气体的“脱硫”(即，去除H2S)。酸性气体“脱硫”方法的缺点是其为高成本的。然而，采用化学链概念的酸性气体的燃烧，不需要硫化氢的预处理。特别是，含硫化合物可在后燃烧反应中去除，从而消除了高成本的“脱硫”方法。
本领域公知在CLC方法中使用酸性气体燃料流。然而，传统方法被设计成酸性气体与金属氧化物氧载体在燃料反应器中直接接触，酸性气体包含的H2S会生成硫基金属氧化物，在某些情况下，所述硫基金属氧化物难以转化回氧化的金属状态。因此，由于氧载体反应活性的降低和随后的酸性气体转化率的降低，硫基金属氧化物的生成导致CLC方法总产量的降低。此外，当在燃料反应器中形成硫基金属氧化物时，由于在空气反应器氧化反应步骤中硫基金属氧化物的氧化，部分SO2将在空气反应器中生成。因此空气反应器中SO2的存在增加了空气反应器出口的二氧化硫处理成本。
直到现在，用于酸性气体燃烧，还未出现金属氧化物不直接与酸性气体燃料相互作用的任何CLC方法。因此，基于日益关注的全球变暖，有必要实现发电领域高效的CO2捕获。进一步地，还需要一种具有高效能源转化率的酸性气体燃烧方法，但没有高成本的H2S预处理。最后，需要一种酸性气体的CLC方法，其中金属氧化物氧载体不直接与酸性气体燃料相互作用。本发明实现了上述及其它需要。
发明内容
本发明涉及一种酸性气体或低热值气体的化学链燃烧(CLC)产生热量和蒸汽的改进设计的方法。更具体地，本发明涉及一种酸性气体CLC方法，所述方法至少以原位制取氧气和原位SO2捕获为特征。
在一实施例中，金属氧化物氧载体的床层放置在燃料反应器的下部，然后CO2流和蒸汽用于使床层流态化。作为氧载体的金属氧化物能够释放气相氧气。一旦流态化，金属氧化物床层释放氧气进入CO2/蒸汽流，然后将氧气输送到已注入燃料气(酸性气体)的提升管中。在上述提升管中，燃料气(酸性气体)在氧燃烧条件下燃烧，以产生含有H2O、CO2和SO2的产品气流。
采用钙基吸附剂从产品流中原位除去SO2，以防止由SO2排放引起的后续污染。更具体地，钙基吸附剂分解然后与SO2反应生成CaSO4，部分CaSO4作为非金属氧载体被运送回燃料反应器的提升管以用于进一步燃烧反应。作为燃料反应器的提升管中的非金属氧载体，在存在CO、H2和CH4时，CaSO4被还原生成CaS。然后所得的CaS产品送至反应料斗被氧化成CaSO4。
同样地，在燃料反应器的流化床中，被还原的金属氧化物材料被运送至空气反应器，在空气反应器中，存在空气的情况下，其被氧化至初始状态。下述的再氧化，金属氧化物材料运送回燃料反应器的流化床作为金属基氧载体进一步使用。
本发明具有超过其他与酸性气体的CLC方法相关的明显优势，其可实现酸性气体的完全转化，而大部分CLC酸性气体方法在产品流中具有少量未充分转化的气体产品。此外，本发明避免了氧载体(即，金属氧化物)和酸性气体之间的直接接触，通过在燃料反应器的下部放置氧载体和在燃料反应器的下游的提升管中注入酸性气体，从而避免两者之间的直接接触。
附图说明
本发明及众多特征和优点将通过参考下面的详细描述和附图来实现的完整的理解。要重点注意，附图仅示出了本发明的一个实施例，因此不应被视为限制其范围。
图1是本发明的一个实施例的CLC方法的示意图。
具体实施方式
如前所述，化学链燃烧(CLC)通常采用双流化床系统(循环流化床方法)，在所述双流化床系统中金属氧化物被用作床层材料以提供燃料反应器中用于燃烧的氧气。然后被还原的金属氧化物被转移到第二床层(空气反应器)并被再氧化重新引回至燃料反应器使循环完整。因此化学链燃烧(CLC)采用两个或两个以上的反应来完成烃类燃料的氧化。在其最简单的形式中，携氧物种(通常是金属)首先在空气中被氧化形成氧化物。然后，该氧化物被被第二反应中作为还原剂的烃还原。
本发明的CLC方法旨在克服与酸性气体燃烧的传统CLC方法相关的缺陷。如此所述，不同于传统CLC方法中酸性气体与氧载体的直接接触(例如被直接引入到床层的氧载体材料)，本发明的CLC的方法被设计成将酸性气体引入反应器使其不直接接触氧载体。相反的，酸性气体引入至远离氧载体的位置(如，下游)。此外，本发明的CLC方法在燃烧反应中实现了酸性气体的完全转化。
根据本发明的CLC方法，在所述方法中，在反应器或之类设备中，酸性气体燃料流在氧燃烧条件下燃烧或类似物以生成热量和蒸汽。如本文所述，化学链方法考虑原位制取氧气和消除SO2，所述SO2是燃烧反应的副产品，其为一种污染物。本发明的其他优点通过下面的描述了解。
图1表示一个用于完成本发明所述的酸性气体或低热值气体的化学链燃烧的典型的CLC系统100。图1同样表示本发明所述的一种CLC方法的典型流程图。CLC系统100可被认为具有和被定义成三个不同的反应区域。更具体地，第一反应区定义为燃料反应器110，第二反应区定义为与燃料反应器110有效连接的提升管120，和第三反应区定义为空心反应器140。
燃料反应器110可采取许多合适的形式，并设计成允许燃料或类似物在其中燃烧。因此，燃料反应器110由一种结构(壳体)限定，所述结构(壳体)定义为在其中发生燃料燃烧的中空内部结构。床层材料(流化床)被布置在燃料反应器110的部分112内(例如，如图示的下部)，所述床层材料(流化床)提供燃料反应器110中用于燃烧的氧气。
很多不同的技术可被用于容纳和保持床层材料在燃料反应器110内的合适位置，包括但不限于放置在位于下部112内的床层基板或支撑结构上。例如，在下部112提供穿孔的水平板，且床层材料沿着该多孔板放置。水平板中的穿孔允许穿过板的流体流动，因此，不仅允许流体(如气体)流动穿过板，也可穿过放置于板上的床层材料。这使得该床层材料作为流化床。床层材料作为氧载体，其为燃料反应器110中的燃烧提供氧气，因此，床层材料可为许多合适的氧载体形式，包括但不限于合适的金属氧化物材料。
在示例性实施例中，金属氧化物可为铜基、锰基、钴基或其混合物。另外，也可采用任一适合的在CLC中使用的其他金属氧化物或类似物。金属氧化物可单独使用或支撑在铝或硅材料上。任一支撑材料的使用会增加针对CLC系统中发生的不同现象的氧载体的力学阻力，包括凝聚和摩擦。金属氧化物的最大氧气转移能力通常为约0.1～12％，但优选约0.3～5％。氧载体的粒度级的变化范围为约30～400μm，氧载体的密度范围为约1400～4800kg/m3。还原态的氧载体的还原程度为约0.01～0.5，但还原程度优选约0.01～0.1。
氧载体床层由合适的流体流态化，例如CO2流或另一合适的流体(气体流)。在一实施例中，同时包含二氧化碳和蒸汽的物流用于使氧载体床层流态化。参照图1，CO2和蒸汽物流是通过管线114输送，并自由穿过床层材料(金属氧化物)使燃料反应器110下部112的金属氧化物(氧载体)流态化。
但可以理解的是，燃料反应器110的直径是基于气体空塔速度设计的。对于良好的流态化气体分布和燃料反应器110底部112中的良好的金属氧化物混合，所需的气体速度为约0.15～0.8m/s，至少根据一个示例性实施例，优选约0.25～0.5m/s。流态化气体速度不超过该金属氧化物粒子的终端速度。在燃料反应器110中，典型的操作温度变化范围为约500～700℃，在所述示范操作温度下，位于燃料反应器110底部112的氧载体床层(如金属氧化物)被还原并释放相氧(即原位制取氧气)，然后所述相氧被输送到流往提升管120的CO2/蒸汽流中，所述提升管与燃料反应器110流体结合。该流体流在燃料反应器110中的停留时间为约1～400秒，优选约1～180秒，在所述燃料反应器110中释放氧气。
金属氧化物氧载体(床层材料)产生(释放)相氧，所述相氧被输送到流往提升管120的CO2/蒸汽流中，所述提升管120表示系统的第二反应区100。因此，气体流作为释放相氧的载体。在第二反应区中，酸性气体被引入，因此，很容易理解酸性气体被引入至氧载体床层材料(金属氧化物)的下游位置(因此也是燃料反应器110的下游)。相应地，酸性气体被引入至远离氧载体床材料的位置，因此，酸性气体不直接接触床层材料(即酸性气体体不流经床层材料，否则其与之直接接触)。在图1所示的方案中，酸性气体通过流经管线122被引入提升管120和形成于提升管120的入口中。
在提升管120中，在氧燃烧条件下，酸性气体燃烧生成气体流(产品流)，所述气体流包括CO2、H2O和SO2，也包括少量未燃烧的产品H2和CO。
酸性气体流中H2S的浓度为约0.1～75％，优选约0.1～50％。在提升管120中，在存在生成的氧气的条件下，发生酸性气体的燃烧并生成产品气体流。产品气体在提升管中的停留时间为约1～15秒，优选约2～10秒。提升管120中的反应为放热反应，因此导致提升管120内的温度升高。更具体地，提升管120中的操作温度为约750～1000℃。但是，与传统CLC方法相比，基于本方法采用的金属氧化物的性质，燃料反应器110中的反应被认为是吸热的。
在氧燃烧环境下，酸性气体的燃烧通常为快速反应，这导致生成上述产品流(即，所述产品流包括CO2、H2O和SO2，也包括少量未燃烧的产品CO和H2)。
为了避免在提升管120出口的SO2的处理，本发明的CLC方法考虑通过与放置在提升管120内的合适的吸附剂材料进行反应来消除SO2。根据本发明内容，合适的吸附剂材料包括但不限于钙基吸附剂。例如，适合于本发明所采用的典型的钙基吸附剂是石灰石。石灰石为可被注入提升管120的类型和形式。石灰石的粒度级为约10～100μm，优选约50～80μm。在图1的方案中，钙基吸附剂(如石灰石)通过管线124被注入提升管120中。
将钙基吸附剂注入至提升管120防止了SO2的潜在污染影响。此外，与预处理方法相比，由于燃料反应器出口的产品气体的体积流量显著低于所述专用设备(如锅炉)中的酸性气体直接燃烧，钙基吸附剂的注入为更具成本效益的方法。
一旦注入提升管120，钙基吸附剂分解，然后与SO2反应生成CaSO4。本领域技术人员均知只要钙基吸附剂吸附由包含硫化合物的燃料在提升管120中燃烧产生的硫，钙基吸附剂也可采用不同于注入的方式被引入提升管。
然后，从SO2和钙基吸附剂反应获得的CaSO4产品优先从产品气体流中分离。如图1所述的方案，提升管120中生成的CaSO4通过气-固分离设备126从产品流中分离，如旋风分离器或其他合适的设备，并通过管线128输送至反应料斗130中以实现下述CaSO4的进一步处理。
一旦从产品气体流中分离，存放在料斗130中的部分CaSO4再循环返回至燃料反应器110的提升管120，在提升管中，所述部分CaSO4作为提升管120中发生燃烧反应的氧载体。更具体地，部分CaSO4通过管线132从反应料斗130循环返回至燃料反应器110中的提升管120，然后所述CaSO4作为提升管120内的氧载体。CaSO4被再循环至提升管120作为氧载体的能力可实现酸性气体完全转化成上述产品气体。
酸性气体的完全转化使得本发明的方法比传统的CLC方法更有效率，因为酸性气体燃料的传统方法在燃料反应器的产品流中总有一小部分没有完全转化的气体产品。具体来说，在燃料反应器110的提升管120中，硫酸钙作为附加的氧载体(即非金属氧载体)与存在于燃料反应器110的提升管120中的未燃烧的化合物CO和H2反应生成CO2和蒸汽(H2O)，然后所述CO2和蒸汽在提升管120内流动。因此，对作为氧载体的硫酸钙的添加通过消除提升管中未燃烧的化合物增加了本方法的总效率。
需知，CaSO4可形成作为氧载体的床层材料，并随着气体与CaSO4接触并流经CaSO4，在提升管120中CaSO4与气体反应。作为反应的结果，CaSO4被还原成CaS。然后所述CaS产品被再循环至反应料斗130，通过将空气注入料斗130发生氧化反应将CaS再氧化成CaSO4。
更具体地，根据所述流程，CaS产品在提升管120内流至气-固分离设备126，然后通过管线128被输送到反应料斗130。注入料斗130的空气不仅确保CaS再氧化成CaSO4，也保持返回至提升管120的CaSO4(作为床层材料)的流态化。部件133表示保证提升管120和料斗130之间的气密性的循环密封。
为了保持化学链单元的压力平衡，部分CaSO4通过与储存反应器136相连的采集线134从系统中排放。然后CaSO4从储存反应器136被运离废弃或以其他方式处理等。
随着氧气的释放，来自燃料反应器110流化床的氧载体(如还原态的金属氧化物)循环至空气反应器140被再氧化。更具体地，来自燃料反应器110的金属氧化物材料(氧载体)通过管线138输送至空气反应器140。管线138包括循环密封142，其保证燃料反应器110和空气反应器142之间的气密性。然后在空气反应器140中，还原态的金属氧化物材料在存在空气的条件下被再氧化，空气通过管线144注入空气反应器140。然后再氧化的金属氧化物材料被输送返回燃料反应器110。例如，再氧化后的氧载体(金属氧化物)至燃料反应器110的再循环通过输送线148、循环密封150和气固分离设备146实现，所述气固分离设备如旋风分离器。与设备126相同，设备146将固体金属氧化物氧载体从气体中分离，所述气体为废气等(如CLC方法任一反应都不需要的气体)。
当CaSO4作为氧载体用于提升管120中发生的燃烧反应时，CaSO4被认为是非金属氧载体，其与燃料反应器110中金属氧化物氧载体结合使用。换句话说，根据本发明，使用两种形式的氧载体，且位于两个不同的反应区域。
在一实施例中，空气反应器140的操作温度为约800～1100℃。
本发明的一个优点是可实现酸性气体燃料流的完全转化，而大多数化学链燃烧方法在产品流中含有一小部分未完全转化的气体产品。如上所述，再循环的CaSO4作为附加的氧载体与由燃烧反应产生的未燃烧的化合物(CO和H2)反应。CO和H2与CaSO4反应生成CO2和水蒸气。CO和H2与硫酸钙的反应可实现酸性气体的完全转化，从而增加该方法的效率。
本发明的另一优点是，避免了酸性气体和金属氧化物氧载体之间的直接接触。如前所述，在酸性气体和金属氧化物氧载体直接接触的CLC方法中，在燃料反应器中生成硫基金属氧化物，所述硫基金属氧化物难以转化回氧化的金属态。因此，由于氧载体反应活性的降低，硫基金属氧化物的生成导致了该方法总产量的降低。
此外，在燃料反应器中硫基金属氧化物的形成导致在空气反应器中生成SO2(因为硫基金属被再氧化)。因此空气反应器气体流通中SO2的存在增加了空气反应器出口的二氧化硫处理成本。相反的，本发明涉及一种方法，在此方法中酸性气体与由氧载体提供的气态氧气反应。在燃料反应器中，酸性气体和O2之间的反应生成SO2。由于硫和金属氧化物之间没有相互作用，因此不会生成硫基金属氧化物，或没有硫基金属氧化物与还原态的金属氧化物再循环至空气反应器。本发明不存在硫和金属氧化物的相互作用使得本方法具有较大的总产量和减少的SO2处理成本。
本发明还具有比现有技术的更经济的优点。与现有技术相比，本发明通过在燃料反应中增加钙基吸附剂减少了燃料反应器中SO2的处理成本。具体地，钙基吸附剂(一种低成本材料)可与SO2在提升管中反应生成CaSO4，所述钙基吸附剂可再循环并用作附加的氧载体。另外，本发明与现有技术相比更经济的是：消除了在空气反应器中SO2的处理成本。
案例
下述案例可更好的描述本发明的实施例，但不应被解释为限制本发明的范围。
在此案例中，设置在燃料反应器110下部112中的氧载体是锰基金属氧化物，其密度为4750kg/m3(金属氧化物为锰-铁金属氧化物)。液体酸性气体进料具有如下组成(重量％)：CH4(45.1％)，H2S(40.9％)，N2(0.7％)和CO2(13.3％)。确保14055Nm3/h的酸性气体完全燃烧所需的氧气等于41K/s。金属氧化物的当量流量为1.41ton/s。
制取氧气介质的(例如，在燃料反应器110内)温度为约400～900℃，优选约500～750℃。提升管120的出口温度上升到约1100℃。来自酸性气体燃烧的部分出口气体被再循环，然后被用于如上所述的保持床层的流态化。出口气体SO2(3.3％vol.)，CO2(58％vol.)和H2O(32.6％vol.)，以及未燃烧的产物如CO(0.1％vol.)和H2(6％vol.)。出口气体的再循环比例为约20％～90％，优选约50～80％。出口气体可从约1100℃冷却至650℃。因为酸性气体含高浓度的硫，Ca/S的比值为约2～3，优选约2～2.5。
根据本发明的方法，因为在提升管中生成的氧气和含硫天然气之间的反应是完全放热的，这可让整个CLC方法的效率提高。因此，不考虑热损失，该装置的总输出能量为约100MW。在制取相同量的氧气时，与低温空气分离单元(ASU)14.5％的耗能相比，本发明的方法仅具有8.3％的耗能。低温制取氧气ASU消耗了部分电，因此其热效率低于本发明。所述案例表示本发明通过一种方法可实现酸性气体的完全转化，所述方法比现有技术更有效和更经济。
如上所述，本发明涉及一种酸性气体的CLC方法，包括原位制取氧气和消除SO2。与现有CLC方法相比，本发明所述方法可实现酸性气体和低热值气体的完全转化。本发明的方法减少了燃料反应器中的反应时间，这实现了燃料反应器尺寸的减少和化学链单元的整体成本。此外，本发明的方法可实现燃料反应器中气体和释放的氧气之间的放热反应，增加化学链单元的总效率。
虽然本发明使用特定的实施例和案例来描述，但对本领域技术人员来说，实施方式可进行很多变化和修改。因此，在各方面，所述实施例应被认为是说明性的，而非限制性的。因此，本发明的保护范围由所附的权力要求表示，而不是由上述说明表示。对权利要求的含义和范围的等同变化均在本发明保护范围内。

Claims (21)

1.一种采用化学链燃烧的原位制取氧气和酸性气体燃烧同时生产产品流的方法，所述方法包括步骤：
还原放置于燃料反应器中的金属氧化物氧载体以提供气相氧气，所述气相氧气流至与燃料反应器流体相连的提升管中；
传送酸性气体进入提升管，所述提升管位于金属氧化物氧载体的下游位置，以使得酸性气体与金属氧化物氧载体没有直接接触；
在氧燃烧条件下，于提升管内燃烧酸性气体，以生产包括SO2的产品流；
从产品流中除去SO2；
在空气反应器中采用空气氧化被还原的金属氧化物，来生产金属氧化物氧载体；和传送氧化后的金属氧化物氧载体返回燃料反应器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物氧载体包括放置于多孔板上的床层，所述多孔板放置于燃料反应器的下部。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述床层通过CO2流、蒸气或其组合被流化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物氧载体是铜基，钴基，锰基或其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物氧载体是锰基氧载体。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性气体是液体进料，其流入形成于提升管上的入口，所述提升管位于燃料反应器的下游位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产品流包括CO2和H2O。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述产品流还包括一定量未燃烧的CO和H2。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过SO2与被引入提升管的钙基吸附剂反应生成CaSO4，将所述SO2从所述产品流中除去。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括采用气-固分离设备将CaSO4从产品流中分离的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述气-固分离设备为旋风分离器。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，至少部分CaSO4作为非金属氧载体被传送回提升管，所述非金属氧载体提供了额外的氧气以与提升管中的酸性气体和其它气体反应。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在提升管中，CaSO4与CO和H2反应生成CO2和蒸汽。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括CaSO4-非金属氧载体还原成CaS的步骤和从产品流中分离CaS的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括将分离出的CaS氧化生成CaSO4-非金属氧载体的步骤，所述CaSO4-非金属氧载体随即被传送回提升管。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，分离出的CaS的氧化步骤包括：将分离出的CaS传送至料斗和将空气注入料斗氧化CaS以生成被传送至提升管的CaSO4-非金属氧载体。
17.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述钙基吸附剂为石灰石。
18.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，Ca/S比为2～2.5。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，热量和蒸汽作为副产品生成。
20.一种原位制取氧气和原位减少硫化物排放同时生产产品流的方法，所述硫化物在采用化学链燃烧的酸性气体燃烧过程中产生，所述方法包括步骤：
还原放置于燃料反应器中的金属氧化物氧载体以提供气相氧气，所述气相氧气流至与燃料反应器流体相连的提升管；
传送酸性气体进入提升管，所述提升管位于金属氧化物氧载体的下游位置，以使得酸性气体与金属氧化物氧载体没有直接接触；
在氧燃烧条件下，于提升管内燃烧酸性气体，以生产包括SO2的产品流；
在提升管内从产品流中原位除去SO2，通过SO2与被引入提升管的钙基吸附剂反应生成CaSO4，所述CaSO4从产品流中分离；
在空气反应器中采用空气氧化被还原的金属氧化物来生产金属氧化物氧载体；和传送氧化后的金属氧化物氧载体返回燃料反应器。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括利用从产品流中分离出来的CaSO4作为提升管内的非金属氧载体，在提升管中，CaSO4与CO和H2反应生成CO2和蒸汽，以增加酸性气体的转化率。
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