CN107087421A - 用于通过喷洒和/或雾化并且用反应气燃烧电正性金属来制造能量的方法以及用于实施所述方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造能量的方法，其中，将选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金喷洒和/或雾化并且用包含二氧化碳和/或水的反应气燃烧，其中，将反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，本发明还涉及用于实施所述方法的设备。

Description

用于通过喷洒和/或雾化并且用反应气燃烧电正性金属来制 造能量的方法以及用于实施所述方法的设备
本发明涉及一种用于制造能量的方法，其中，将选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金喷洒和/或雾化并且用包含二氧化碳和/或水的反应气燃烧，其中，将反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，并且本发明涉及一种用于实施所述方法的设备。
现在，通常的燃气-蒸汽联合循环(GUD)发电站燃烧矿物燃料。矿物燃料的燃烧也在一般的整体煤气化联合循环(IGCC)发电站中间接地进行，尽管在燃气轮机中优选仅适用H2、必要时CO或其混合物(合成气)。
由于减少二氧化碳排放的必要性，近来讨论多种由替代能源生成能量的可能性。
在文献DE102008031437.4中，描述如何能够利用碱金属建立可再生的能量循环。这在WO2012/038330和WO2013/156476中也被详细描述。
电正性金属、例如锂、钠、钾、镁、钙、锶、钡或甚至铝或锌除了空气之外还能在二氧化碳(CO2)或水(H2O)中燃烧。在此形成化学基础原料一氧化碳(CO)或氢气(H2)。
示例性地通过以下反应式示出锂的燃烧。
Li+CO2→1/2Li2CO3+1/2CO-270kJ
Li+H2O→LiOH+1/2H2-202kJ
每个反应都可以被应用，以便在类似于GUD(燃气蒸汽联合循环(发电站))中类似的发电站运行中通过向一个燃气轮机或额外地向与燃气轮机相连的两个蒸汽轮机的回流而使用最大可用热能。
然而有必要的是，通过通常的部件、例如蒸汽轮机或燃气轮机中的膨胀机从作为可循环能量载体的电正性金属、例如碱金属中高效地获得能量、尤其电能。所形成的有用产物CO或H2等可以在此例如通过化学方式使用。总体上在此应该实现无排放的设备。
以下描述一种发电站设备，所述发电站设备能够实现对储存于电正性金属中的能量的有效回收，或者能够将在燃烧过程中形成的有用材料供给化学回收利用部。发明人在此发现，当将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液供给在反应时或反应后的由包含二氧化碳和/或水的反应气和电正性金属组成的反应混合物时，能够在能量方面实现有效的反应过程(Reaktionsführung)和更好的产率。
本发明根据另一方面涉及一种用于制造能量的方法，其中，将选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金喷洒和/或雾化并且用包含二氧化碳和/或水的反应气燃烧，并且将反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，并且将与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离，并且将一方面固态和/或液态组分和另一方面气态组分的能量至少部分转化，其中，反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液的混合物的混合通过将液态和/或气态水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷洒和雾化到经反应的混合物中完成。
本发明根据另一方面还涉及一种用于形成能量的设备，所述设备具有：
第一反应器，在所述第一反应器中，使选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金与包含二氧化碳和/或水的反应气发生反应，所述第一反应器被构造为，使包含二氧化碳和/或水的反应气与电正性金属发生反应；
至少一个用于喷洒和/或雾化电正性金属的第一喷洒装置和/或雾化装置，所述第一喷洒装置和/或雾化装置被构造为，将电正性金属喷洒和/或雾化到第一反应器中；
至少一个用于电正性金属的第一进料装置，所述第一进料装置被构造为，将电正性金属供给所述至少一个第一喷洒装置和/或雾化装置；
至少一个用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置，所述第二进料装置被构造为，将包含二氧化碳和/或水的反应气供给第一反应器；
第二反应器，在所述第二反应器中，反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，所述第二反应器被构造为，使反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合；
至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置，所述第二喷洒装置和/或雾化装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷洒和/或雾化到第二反应器中；
至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置，所述第三进料装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液供给所述至少一个第二喷洒装置；
第一分离装置，在所述第一分离装置中，与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离，所述第一分离装置被构造为，使与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离；
至少一个用于转换能量的第一装置，所述第一装置被构造为，将固态和/或液态组分的能量至少部分转化；和
至少一个用于转换能量的第二装置，所述第二装置被构造为，将气态组分的能量至少部分转化。
本发明的其他方面从从属权利要求和具体描述以及附图中给出。
附图应该阐释本发明的实施例，并且提供其他的教导。附图结合说明用于解释本发明的方案和原理。其他实施例和大量所述优点基于附图给出。附图的元素不一定相互比例准确地示出。如果没有特殊说明，相同的、功能相同和发挥相同作用的元件、技术特征和部件在附图的视图中分别标注以相同的附图标记。
图1示意性示出根据本发明的设备的第一示例性实施方式，所述设备呈用于形成电能的联合GUD碱性发电站的形式，其具有用于分离气态产物的旋风分离器。
图2示意性示出根据本发明的设备的第二示例性实施方式，所述设备呈用于形成电能的联合GUD碱性发电站的形式，其具有用于分离气态产物的静电沉淀器。
图3示意性示出根据本发明的碱性发电站的第三示例性实施方式，其具有连接的费托-合成器和与IGCC设备类似的CO2洗涤器(Scrubber)。
本发明根据第一方面涉及一种用于制造能量的方法，其中，将选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金喷洒和雾化并且用包含二氧化碳和/或水的反应气燃烧，将反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液混合，将与水和或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离，并且将一方面固态和/或液态组分和另一方面气态组分的能量至少部分转化，其中，反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液的混合通过将液态和/或气态水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液喷洒和/或雾化到经反应的混合物中完成。
在本发明中，电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液的是指电正性金属的盐的水溶液和/或电正性金属的盐的水性悬浮液。
一方面固态和/或液态组分和另一方面气态组分的能量的至少部分转化包括电正性金属和反应气反应时以及在与水、电正性金属的氢氧化物水溶液和/或水性悬浮液混合时所释放的和/或存在的能量、例如热能和/或动能向每个其他形式能、例如电能的至少部分转化。例如，所述能量能够例如在换热器中转化为其他介质、例如水的热能或转化为电能。在此，被转化的能量的量可以与多种因素、例如所使用的转化装置的效率、必要时系统的能量损耗、反应的控制和物质流等相关。
根据确定的实施方式，电正性金属选自：碱金属、优选Li、Na、K、Rb和Cs；碱土金属、优选Mg、Ca、Sr和Ba、Al和Zn；及其混合物和/或合金。在优选实施方式中，电正性金属选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba和Zn，并且特别优选地电正性金属是Li、Na、K、Ca或Mg。电正性金属的混合物和/或合金也是可行的。
反应气包含二氧化碳和/或水，以便实现二氧化碳和/或水与电正性金属的反应，其中，优选在反应气中没有在该方法条件下与电正性金属发生反应的其他气体，例如稀有气体或其他惰性气体、例如在相应条件下的氮气，然而没有或有尽可能少的氧气。优选地，反应气包括高于50体积％的二氧化碳和/或水、进一步优选高于75体积％的二氧化碳和/或水、特别优选高于90体积％的二氧化碳和/或水和尤其高于95体积％的二氧化碳和/或水。在此根据确定的实施方式，反应气可以仅包含水或仅包含二氧化碳，或包含水和二氧化碳的混合物，所述混合物可以例如根据费托-合成被适当调整。根据确定的实施方式，在忽略不可避免的杂质的情况下反应气由二氧化碳和/或水组成，所述杂质例如可以在从空气和/或废气中分离二氧化碳和/或水时、通过水或烟气(Rauchgas)的直喷或通过其他方式获得。在反应气中除了二氧化碳和/或水之外还存在能与电正性金属发生反应的其他气体(例如O2、CO2)时，例如在从空气或废气中分离二氧化碳和/或水用于制造反应气时，二氧化碳和/或水的份额优选＞90体积％、尤其＞95体积％。
电正性金属的喷洒和/或雾化根据本发明不被特别局限，而是可以通过合适的方式完成，例如通过通常的喷嘴或雾化器，然而也可以通过借助多孔式结构、例如多孔燃烧器的喷洒/雾化完成。而且无论是电正性金属的雾化还是喷洒都可以例如通过带有喷嘴或雾化器的多种进料装置在反应腔(Reaktionsraum)内进行。这样例如针对碱土金属、尤其Ca和/或Mg而言，根据确定的实施方式雾化成粉末是优选的。
根据本发明，反应气和电正性金属的经反应的混合物在与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合之前并不一定反应完全，而是在混合过程中或之后仍可以进行反应。
电正性金属与反应气的反应可以在与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的混合之前完全耗尽或没有完全耗尽，这样还会出现电正性金属与水的反应，从而有时还会额外地形成氢气，所述氢气可以保留在系统中或可以与气态产物一起被分离。
根据本发明，呈水溶液和/或悬浮液形式的用于混合的盐不被特殊局限。优选地，该盐中的电正性金属相当于在反应中所使用的电正性金属。盐的阴离子不被特殊限制，然而优选碳酸盐、碳酸氢盐和/或氢氧化物。这样，在反应气包含二氧化碳时优选为碳酸盐和/或碳酸氢盐，视盐的溶解性而定，相对地在反应气包含水时优选为氢氧化物。然而也可以使用比相应的碳酸盐、碳酸氢盐和/或氢氧化物更易溶于水中的盐，然而其中，所述盐的阴离子保留在系统中并且有时必须被分离。
根据本发明不能排除的是，电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液除了盐和水之外还具有其他组分，例如多种用于溶液/悬浮液稳定化的添加剂、尤其消泡剂或其他添加剂、例如用于调整确定的产品性质(形态)的结晶辅助剂。
根据确定的实施方式，电正性金属、例如锂的燃烧可以例如这样在包含水和/或二氧化碳的反应气中进行，即，水和/或二氧化碳的量选择为，使燃烧器总体上不过热。为此可以如在DE102014203039.0中所述地集成阀，所述阀可以调节在燃烧时的水含量和/或二氧化碳含量。由此例如还可以实现，利用被集成的水稀释部分、用纯氢气实施涡轮机中的电能形成。
根据确定的实施方式，电正性金属与反应气在与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合前反应完全，也即电正性金属基本上定量地、优选定量地与反应气反应，从而避免形成(有时在水作为反应气时所形成的额外的)氢气。根据确定的实施方式，为了电正性金属的完全反应而优选使用过剩的反应气、尤其过剩的二氧化碳和/或水。
与水或电正性金属的盐的水溶液的混合可以利用合适的方式通过液态或气态水的喷洒和/或通过电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液/水性悬浮液的喷洒和/或雾化完成，其中，喷洒/雾化的方式不受特殊局限。根据确定的实施方式，喷洒/雾化通过这种方式完成，即，反应后的反应气被水和/或电正性金属的盐的溶液和/或悬浮液尽可能完全地喷淋。这例如可以通过一个或多个喷嘴/雾化器完成。根据确定的实施方式，通过将一方面上反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液的混合与另一方面上气态组分从固态和/或液态组分中的分离适当地结合，可以控制固态和/或液态组分的富集，从而使固态和/或液态组分能够在分离设备中富集，并且能够定位或局域化所形成的固体物质、例如氢氧化物和/或碳酸盐和有时碳酸氢盐的水解/分离，从而可以有目的地调整喷洒/雾化。
根据本发明，水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的喷洒和/或雾化不被特殊局限，而是可以通过合适的方式完成，例如通过通常的喷嘴或雾化器。这样可以使水例如作为液体或呈气态地、优选作为液体被喷洒。电正性金属的盐的水溶液同样可以通过合适的方式被喷洒，相对地，电正性金属的盐的水性悬浮液则可以依据悬浮液的固体含量的不同被喷洒或雾化。通过电正性金属的盐的水性悬浮液的喷洒/雾化可以确保良好的热量输送，固体份额也是有利的。根据确定的实施方式，水性悬浮液中较高的固体份额/固体含量也是优选的，然而其中，应该确保合适的喷淋或雾化。固体份额可以依据反应系统和设备被合适地调整。根据本发明不能排除的是，水以液态和气态被喷洒，并且同时电正性金属的盐的水溶液也被喷洒，并且电正性金属的盐的水性悬浮液被喷洒和/或雾化，然而水、水溶液和/或水性悬浮液的引入也可以通过其他方式相结合，例如通过喷洒水和电正性金属的盐的水溶液。
通过与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的混合，必要时可以由反应产物、例如碳酸盐继续形成在燃烧时反应的电正性金属的氢氧化物。通过燃烧形成的反应产物、也即碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或氢氧化物可以通过水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液被简单地分离，例如分离为悬浮液或呈溶液状态。此外在所述混合时，有时还可以通过盐的形成而释放更多能量，除了已经通过电正性金属与反应气的反应形成的能量之外，所述更多能量也可以被至少部分转化为热能和/或电能。在所述反应中，除了反应热之外还会形成压力，例如通过同样所使用的水的气化。此外，还可以释放水化能和/或晶格能。
这样，例如在Li作为电正性金属燃烧时形成的固体燃烧产物Li2CO3在例如旋风分离器中在额外加入水的情况下而沉降时，还能额外地获得晶格能，相应地，在燃烧产物为易溶于水的LiOH时，例如可以释放水化能(锂-509kJ/mol)。
根据确定的实施方式，在碳酸盐和/或碳酸氢盐水解时，除了水解能之外还释放电正性金属的水化能和/或晶格能，并且在制造氢氧化物时例如可以释放水化能，或者可以将水解分配至第一和第二反应器中以期更好的反应控制。这在此取决于所使用的电正性金属和所使用的反应气。
此外，在量入水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的情况下，可以在第一分离装置中已经分离出盐的溶液或悬浮液、例如LiOH溶液/悬浮液，所述溶液或悬浮液作为有用产品出售或者在本方法中被重新使用。然而在反应气中使用二氧化碳时，可以额外地或仅仅将碳酸盐和/或碳酸氢盐溶液和/或悬浮液、例如Li2CO3悬浮液或碳酸氢钠悬浮液和/或溶液沉淀和分离。
与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的步骤具有多种优点：
a)系统中的温度可以保持在材料可耐受的水平上。
b)水汽化，并且以此方式可以在后续由气态组分形成能量时、例如在利用涡轮机(例如蒸汽轮机或膨胀涡轮机)的情况下提高输入压力。类似于蒸汽轮机，汽化水由此为涡轮机提供“机械式的”能量输送。
c)前置的用于使电正性金属与反应气、例如Li或Mg与H2O和/或CO2燃烧的第一反应器或燃烧器可以设成稍弱的，因为在水合或者说水化时还释放额外的能量，这针对第一反应器是进一步节省材料的。
d)喷洒的水可以将电正性金属、例如诸如锂的碱金属的所形成的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐从分离装置、例如旋风分离器冲掉，从而使所形成的或分离出的气态组分、例如H2/H2O和/或CO/CO2/H2O能够基本上且优选完全无颗粒地传导至涡轮机。在此，与液体的分离非常有效，如由以下例如氢氧化锂在水中的溶解性所示，其中，针对在反应器中能够存在的且优选为了形成足以使涡轮机运行的蒸汽所存在的更高温度则未作说明。
氢氧化锂在水中的溶解度(针对更高温度未作说明)
12.7g/100ml(0℃)
12.8g/100ml(20℃)
17.5g/100ml(100℃)
e)装置/设备可以这样运行，即在第一分离装置之后排出的、例如能够处于压力下的氢氧化物水溶液/悬浮液具有用于能量转换、例如借助用于形成蒸汽的换热器的能量转换所必须的温度，从而还可以运行例如蒸汽轮机。可选地，这种第二蒸汽轮机还可以耦连在利用气态组分运行的第一涡轮机(例如燃气轮机)的额外的动力总成上。
f)所形成的气体混合物(例如包含H2/H2O和/或CO/CO2/H2O)不包含氧气并且因此无腐蚀性。
g)剩余量的H2O和/或CO2可以回收至该过程中，因为其他组分能够良好地分离。
h)在放热反应中所释放的能量可以在一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离时、例如在旋风分离器中或其他分离装置中的冷凝器处分离时放出，并且所放出的低温热量可以用于预热或作为远距离供热被使用。这种放热还可以例如由气态组分获得。
i)作为液体被提取的氢氧化物溶液、例如碱性氢氧化物溶液可以多样地发挥其他作用。还可以通过适当方式重新获得电正性金属。例如针对Li存在完全可再生的能量循环，其通过回收Li2CO3转变为LiCl，例如在US20130001097A1中所述的那样，并且通过随后的电解得到Li。在使用例如Ca作为电正性金属时，可以形成Ca(OH)2，用于传统的矿物发电站的脱硫。
电正性金属的盐不被特别局限，而是可以包含一个或多个上述电正性金属。该盐中的电正性金属可以与在电正性金属与反应气反应中发生反应的电正性金属不同或相同。优选地，该盐的电正性金属是与反应气发生反应的相同的电正性金属，以便在所形成的产物中不存在多种不同的必要时必须费事分离出去的电正性金属。例外在于，在所述反应中应该形成复盐。
能量的至少部分转化不被特殊局限，而是可以例如包括向热能和/或电能的转化。根据确定的实施方式，利用根据本发明的方法和根据本发明的设备至少制造电能。
能够根据确定的实施方式实现的CO2和/或H2O从气态组分中的分离不被特殊局限，而是可以通过合适的方式完成。例如水和/或二氧化碳连同多余的水一起作为水或水溶液被分离、例如冷凝。而且例如水和/或二氧化碳的分离也可以通过凝析完成。必要时，水和/或二氧化碳还可以排放到环境中，例如从经济角度来看。
根据本发明，液态和/或气态水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的喷洒和/或雾化在水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的量方面不被特殊局限。根据确定的实施方式，水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的温度和/或量被这样调整，即，由反应气和电正性金属的放热反应形成的反应热通过适当方式输出，以至于不为了反应而对设备要求过高，或者使机械能和热能效率最大化。
根据确定的实施方式，通过旋风分离器和/或过滤板和/或静电过滤器实现一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分的分离。在旋风分离器中的分离例如在DE1020142030039.0中被描述。例如可以通过其中设置过滤板或至少一个静电过滤器的旋风分离器实现分离。根据本发明，旋风分离器、过滤板和/或静电过滤器不被特殊局限，而是可以通过适当方式设置。在此，旋风式反应器还可以用作喷洒水或电正性金属的盐的水溶液的反应器，也即，除了之前喷入的水和/或水性悬浮液/水溶液之外，还可以将水量入旋风分离器中。作为静电过滤器还可以使用例如高效的、例如可清洗的、例如由板或线构成的静电过滤器，其中，例如还可以具有用于引入水的喷嘴。
根据确定的实施方式，将一方面上反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或水性悬浮液的混合与另一方面上通过旋风分离器和/或过滤板和/或静电过滤器使气态组分从固态和/或液态组分中的分离适当地结合，可以控制固态和/或液态组分的富集，从而使固态和/或液态组分能够在分离设备中富集，并且能够定位或局域化所形成的氮化物的水解，从而可以有目的地调整喷洒/雾化。
这样例如可以通过旋风分离器使固态组分富集在旋风分离器的外部区域中或板式过滤器上，从而能够非常有目的地进行水解。
根据确定的实施方式，由例如可以具有300℃或更高温度的固态和/或液态组分的能量的至少部分转化可以借助至少一个换热器完成。所述换热器例如可以提供热能。还可行的是，在换热器中例如形成蒸汽，所述蒸汽例如驱动涡轮机和发电机，以便形成电能。还可行的是，借助换热器既形成热能又形成电能。热能可以例如用于电正性金属和/或反应气在反应前的预热，从而甚至能够以液态方式提供电正性金属以供使用，如果需要的话，和/或用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的预热。然而热能还可以用于其他目的、例如远距离供热。所获得的电能还可以通过适当方式使用，例如用于供电。
根据确定的实施方式，水、例如也在电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液中的水相对于在反应气和电正性金属燃烧时所形成的碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或氢氧化物的物质的量的比例大于2比1、优选大于3比1并且特别优选大于3.5比1。根据确定的实施方式，水、例如也在电正性金属的盐的溶液和/或悬浮液中的水相对于在反应气和电正性金属燃烧时所形成的碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或氢氧化物的物质的量的比例大于10比1、优选大于25比1并且例如大于50比1，以便充分地从与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液相混合的混合物中得到气态组分，并且进而能够将气态组分、例如H2和/或CO和进而热量有效地导出。
根据确定的实施方式，气态组分的能量向电能的至少部分转化通过至少一个涡轮机和至少一个发电机完成。在此如同以上换热器的情况，涡轮机和发电机的类型在不被特殊局限。根据确定的实施方式，在能量的至少部分转化时，可以使用两个沿气态组分的流动方向先后依次设置的涡轮机，还例如一个膨胀涡轮机和一个蒸汽轮机。这样例如可以首先利用燃气轮机通过组分的燃烧完成能量转化，并且之后气态组分在蒸汽轮机中用于能量转化，也即气态组分依次先后穿过(按顺序)两个或多个涡轮机。
根据确定的实施方式，电正性金属与过量的水和/或二氧化碳燃烧。根据确定的实施方式，过量的水和/或二氧化碳在燃烧后从气态组分中分离并且被回收用于燃烧，因为其被相应地预热。
例如还可以设置回流和/或回收装置，所述回流和/或回流装置使水或二氧化碳和/或CO和/或氢气在从气态组分中成功分离之后——例如在用于能量转化的第二装置之前和/或之中——被回收用于反应和/或第一分离。所述气体例如可以供给用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第一反应器(1)和/或第二反应器(3)和/或供给至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置(5)和/或供给用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置。
在此，回流通道可以调整H2(CO)相对于所使用的H2O(CO2)的比例。在稳态状态下，所述方法例如可以通过相应的喷嘴构思、实际上利用润湿的CO或H2作为“载体气”运行。被回收气体的混合比例例如还可以决定至少部分通过气态组分运行的涡轮机的耐温性。
除了至少部分转化气态组分的能量之外，还可以实现对所形成的气体CO和/或H2的化学利用。这例如可以将气态组分、必要时在完成清洗(例如旨在洗脱CO2的清洗)和/或干燥气态组分之后供给费托合成设备，在所述费托合成设备中能够由包含CO和H2的合成气制造更高价值的化学产品、例如甲醇、乙醇、烃等。必要情况下还可以为此将来自外部来源的H2和/或CO和/或H2O输入气态组分中。气体清洗可以例如利用水和/或电正性金属的盐(例如LiOH)的水溶液和/或悬浮液完成。
与由碳或天然气造成的合成气不同，在上述实施方式中制成的气体不包括含氮或含硫的杂质、例如NH3、HCN、H2S、COS或氧气，其必须非常费事地被去除。有时仅需将CO2作为杂质去除。因为在设备中还有氢氧化物可供使用，氢氧化物则可以用于洗脱CO2。这种类型的清洗器是非常高效的。
在必要时进行的气体干燥之后，可以得到具有可调整的CO/H2比例的高纯度的合成气混合物，用于按照费托方法进行处理。根据催化剂的不同，例如可得到甲醇或烃类。
在此根据确定的实施方式能够实现的是，利用仅包含CO2或H2O的反应气运行根据本发明的方法，由此，在气态组分的化学利用时必须提供合成气的其他气态组分，例如也从中间存储器提供其他气态组分，当根据本发明的设备交替地以包含H2O的反应气和包含CO2的反应气运行而且所形成的气态组分被相应地去除并且被中间存储时。
还可以平行地通过两个根据本发明的方法运行两个根据本发明的设备，其中，在其中一个方法中使用包含CO2的反应气，而在另一个方法中使用包含H2O的反应气，并且所形成的气态组分可以适当地组合用于费托合成。
根据确定的实施方式，还可以使用一种方法，在所述方法中，反应气包含由二氧化碳和水组成的混合物，例如该反应气就是由二氧化碳和水组成的混合物，从而形成CO和H2二者作为用于费托合成的气态组分。然而在此，要注意适当地调整正确的合成气组成。
利用根据本发明的方法，还可以实施一种方法，即，类似于在IGCC设备中实施的方法，然而其中使用电正性金属作为燃烧物。
根据另一方面，本发明涉及一种用于制造氨和能量的设备，所述设备具有：
第一反应器，在所述第一反应器中，选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金与包含二氧化碳和/或水的反应气发生反应，所述第一反应器被构造为，使包含二氧化碳和/或水的反应气与电正性金属发生反应；
至少一个用于喷洒和/或雾化电正性金属的第一喷洒装置和/或雾化装置，所述第一喷洒装置和/或雾化装置被构造为，使电正性金属在第一反应器中被喷洒和/或雾化；
至少一个用于电正性金属的第一进料装置，所述第一进料装置被构造为，将电正性金属供给所述至少一个第一喷洒装置和/或雾化装置；
至少一个用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置，所述第二进料装置被构造为，将包含二氧化碳和/或水的反应气供给第一反应器；
第二反应器，在所述第二反应器中，反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，所述第二反应器被构造为，使反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合；
至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置，所述第二喷洒装置和/或雾化装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷洒和/或雾化到第二反应器中；
至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置，所述第三进料装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液供给所述至少一个第二喷洒装置；
第一分离装置，在所述第一分离装置中，与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离，所述第一分离装置被构造为，使与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分分离；
至少一个用于转换能量的第一装置，所述第一装置被构造为，将固态和/或液态组分的能量至少部分转化和/或导出；和
至少一个用于转换能量的第二装置，所述第二装置被构造为，将气态组分的能量至少部分转化和/或导出。
此外，根据本发明的设备根据确定的实施方式还可以具有第二分离装置，在所述第二分离装置中将水和/或二氧化碳从气态组分中分离，所述第二分离装置被构造为，从气态组分中分离出水和/或二氧化碳。所述水和/或二氧化碳可以回收用于反应。
根据本发明，第一反应器和第二反应器在其构造和材料等方面不被特殊局限，只要在第一和第二反应器中能够进行相应的反应即可。分别依据反应气、电正性金属、水和/或电正性金属的盐的水溶液等的种类、特性(例如温度、压力)和/或量的不同，可以相应地设置第一反应器和第二反应器。同样地，分离装置、进料装置、喷洒装置、必要时的导出装置和回收装置不被特殊局限。例如第一反应器可以是燃烧室或燃烧管。
根据确定的实施方式，作为用于第一和/或第二反应器、分离装置、喷洒装置和/或雾化装置和/或必要时的导出装置和/或必要时的进料装置或甚至例如用于能量转化的设备(例如与发电机耦连的涡轮机)的材料适宜是选自以下组别的材料，该组别由铁、铬、镍、铌、钽、钼、钨、锆和这些金属的合金、以及钢、例如不锈钢和铬镍不锈钢组成。所述材料优选应用于较高温度，在所述较高温度下与例如液态的电正性金属的反应能够更简单地实施或反应混合物能够被简单地处理。根据确定的实施方式，可以通过在第二反应器中水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的进料实现反应混合物的温度的降低，从而使沿流体方向随后的部件处于较低的温度中，从而可以通过耐热性较小的材料制成所述部件。
作为用于电正性金属的进料装置例如可以使用能够被加热的管或软管或甚至输送带，其适当地、例如根据电正性金属的聚集状态被确定。例如根据确定的实施方式，碱土金属、例如Mg和Ca以颗粒形式、例如作为粉末进料，而Li例如可以作为液体进料。必要时，在用于电正性金属的第一进料装置上还安置了另一个用于气体的进料装置，所述另一个用于气体的进料装置可选地带有控制装置、例如阀，利用所述阀可以调节电正性金属的进料。同样，用于反应气的第二进料装置也可以构造为同样能被加热的管或软管等，其中，合适的第二进料装置应当依据气体的状态被确定，所述气体有时会处于压力下。而且还可以设置多个用于电正性金属和/或反应气的第一和/或第二进料装置。此外，用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置也可以构造为能够被加热的管或软管等，其中，合适的第三进料装置同样适宜于依据水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的状态被确定，所述水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液有时会处于压力下。而且还可以设置多个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置。
此外，在第一反应器之前或其中设置引燃装置，以便引燃反应气和/或电正性金属，并且由此开始反应。引燃装置在此不被特殊局限，而是可以例如包括高压电源、电弧等。
第一和第二喷洒装置和/或雾化装置同样不被特殊局限，只要相应的物质、也即电正性金属或水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液能够在所述喷洒装置和/或雾化装置中被喷洒或雾化即可。优选地，喷洒装置和/或雾化装置由不被所述物质侵蚀的材料制成，例如如果利用第二喷洒装置和/或雾化装置喷洒和/或雾化电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液，则制成耐碱的喷洒装置和/或雾化装置。这同样适用于相应的进料装置。优选地完成喷洒和/或雾化，从而使物质、例如电正性金属或水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液尽可能完全地喷洒或雾化到反应气或经反应的混合物中，这可以通过喷洒装置和/或雾化装置的相应的结构有目的地实现，所述喷洒装置和/或雾化装置例如包括相应的喷嘴或雾化器。
此外也可能的是，第一和第二进料装置在第一喷洒装置之前相遇，并且电正性金属连同反应气被一起喷洒。
此外在根据本发明的设备中不特殊局限分离装置，只要在第一分离装置中能够实现一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分的分离并且在第二分离装置中能够分离出二氧化碳和/或水即可。第二分离装置可以在此还处于用于能量转化的第二装置中，并且第一分离装置还可以处于第二反应器中。而且第一和第二反应器还可以处于贯通的容器或类似部件中。
第一分离装置根据本发明不被特殊局限，只要能够确保一方面以固态和/或液态组分和另一方面以气态组分的分离即可。在根据本发明的设备中，第一分离装置根据确定的实施方式具有旋风分离器和/或至少一个过滤板和/或至少一个静电过滤器。在此不排除所述分离装置的组合。
旋风分离器或旋风式反应器在此在其结构方面不被特殊局限，而是可以例如具有如常见的旋风式反应器一样的形状。
例如旋风式反应器可以包括反应区域，所述反应区域也可以相当于第二反应器，其例如以旋转对称的上部部件的形式；
分离区域，所述分离区域例如锥形地构成；
和卸压腔，在所述卸压腔上可以安置至少一个用于固态和/或液态组分的例如呈叶轮闸门形式的导出装置以及至少一个用于气态组分的导出装置。
这些设备部件例如通常存在于旋风离析器(Zyklonabscheider)中。然而根据本发明所应用的旋风反应器也可以不同地构造，并且有时还包括其他区域。例如各个单独的区域(例如反应区域、分离区域、卸压腔)可以组合在例如旋风式反应器的一个部件中和/或在旋风式反应器的多个部件上延伸。在旋风分离器中还可以具有一个或多个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的进料装置。
而且所述过滤板和/或可以包括过滤管的静电过滤器不被特殊局限，而是可以例如与旋风分离器相结合地使用。根据确定的实施方式，过滤板或过滤管还包含水的进料部，以便将沉淀的固体水解或洗脱。过滤器、过滤板和/或静电过滤器可以如旋风分离器一样由所谓耐腐蚀的材料制成，也即包括选自以下组别的材料，该组别由铁、铬、镍、铌、钽、钼、钨、锆和这些金属的合金、以及钢、例如不锈钢和铬镍不锈钢组成。
根据确定的实施方式，至少一个用于能量转化的第一装置具有至少一个换热器。该换热器根据本发明不被特殊局限，而是可以例如与至少一个涡轮机和至少一个发电机耦连以便形成电能，然而也可以额外地或仅用于形成热能。
此外根据确定的实施方式，根据本发明的设备还包括控制装置，所述控制装置通过控制至少一个用于电正性金属的第一进料装置和/或至少一个用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置和/或至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置来调整水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液相对于反应气和电正性金属燃烧时所形成的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐的物质的量的比例，从而使水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液中相对于在反应气和电正性金属燃烧时所形成的碳酸盐和/或碳酸氢盐的物质的量的比例大于2比1、优选大于3比1并且特别优选大于3.5比1。根据确定的实施方式，所述控制装置将水、例如也在电正性金属的盐的溶液和/或悬浮液中的水相对于在反应气和电正性金属燃烧时所形成的碳酸盐和/或碳酸氢盐的物质的量的比例调整为大于10比1、优选大于25比1并且特别优选大于50比1，以便充分地从与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液相混合的混合物中得到气态组分。
控制装置在此可以例如通过控制喷嘴、例如在进料装置或反应器处或中的喷嘴来分别控制电正性金属、反应气和/或水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的进料，或甚至控制进料装置本身，例如通过控制泵等，以便调整相应的物质的量的比例。
根据确定的实施方式，至少一个用于能量转换的第二装置具有至少一个涡轮机和至少一个用于形成电能的发电机。涡轮机和发电机如上所述在与换热器耦连时不被特殊局限，而是可以使用多种涡轮机，所述涡轮机连接在一个或多个发电机上。根据确定的实施方式，至少一个用于能量转化的第二装置具有至少两个沿气态组分的流动方向先后依次设置的涡轮机。
然而还可以借助换热器从气态组分中输出热量，而发电机则不是必不可少的。而且涡轮机与换热器的组合也是可行的。
在根据本发明的设备中，第二分离装置根据确定的实施方式可以构造为，从气态组分中分离出水和/或二氧化碳。在这种具有二氧化碳分离和/或水分离的实施方式中，在根据本发明的设备中还设有用于源自第二分离装置的二氧化碳和/或水的回收装置，所述回收装置设置用于，将源自第二分离装置的二氧化碳和/或水供给用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置和/或供给第一反应器。由此过量的二氧化碳和/或水重新作为反应气被使用，从而可以更高效地实施根据本发明的方法。被回收的二氧化碳和/或水可以根据确定的实施方式被预热。
根据确定的实施方式，根据本发明的设备还包括回流部、回流阀和至少一个用于水或H2和/或二氧化碳和/或CO的第四进料装置，其中，将水和/或H2和/或二氧化碳和/或CO经由所述回流阀至少部分从气态组分中提取，经由回流部回收并且经由至少一个第四进料装置供给第一反应器和/或至少一个用于包括二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置和/或第二反应器和/或至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置和/或至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置。由此可以重新使用气态组分。
根据确定的实施方式，用于形成能量的根据本发明的设备具有至少一个CO2清洗器和/或用于CO和/或H2和/或H2O的第五进料装置和/或干燥器和/或费托合成设备。其由此类似于IGCC设备。在这种设备中，由此电正性金属被用作燃烧物。如上所述，可以设置两个用于形成能量的根据本发明的设备，如果要连接费托合成的话，其中一个(设备)使用包含水的反应气而另一个(设备)使用包含二氧化碳的反应气。至少一个CO2清洗器和/或至少一个用于CO和/或H2和/或H2O的第五进料装置和/或至少一个干燥器和/或费托合成设备根据本发明不被特殊局限，而是可以是通常的设备或部件。
上述实施方式、设计方式和改进方式能够以有意义的方式任意相互组合。其他可能的本发明的设计方式、改进方式和实施方案包括未具体提及的上述组合或以下根据实施例所述的本发明技术特征。本领域技术人员尤其可以将单独方面作为改进或补充加入本发明的相应的基本形式中。
以下借助示例性实施方式阐述本发明，该示例性实施方式不应以任何方式限制本发明。
在图1中示意性示出第一示例性实施方式。
首先在第一反应器1、例如燃烧管中，通过用于电正性金属的第一进料装置2和第一喷洒装置和/或雾化装置2a供给第一反应器1的电正性金属、例如锂或镁与包含二氧化碳和/或水的反应气发生燃烧。所述燃烧例如可以在相应的例如可仅由二氧化碳和/或水组成的气氛中进行。反应气通过一个或多个用于反应气的第二进料装置3供给第一反应器1。二氧化碳和/或水的量在此可以如上所述选择为，使燃烧器总体上不过热。为此可以集成阀，所述阀可以调节反应气或所形成的气态产物的二氧化碳份额和/或水份额或用于燃烧和进而还用于最终运行燃气轮机的反应气的量。例如通过燃烧形成由气体与固体、例如二氧化碳和/或CO和/或水和/或H2与碳酸锂和/或氢氧化锂或碳酸镁和/或氢氧化镁组成的混合物。
电正性金属和反应气的经反应的混合物则导入第二反应器4中，所述经反应的混合物在第二反应器中由一个或多个第二喷洒装置和/或雾化装置5、例如喷水口被水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷淋。该混合物随后在第一分离装置6、例如旋风分离器6a中一方面以固态和/或液态组分7和另一方面以气态组分8分离。
源自混合物的固态和/或液态组分7、例如LiOH溶液或氢氧化镁悬浮液或相应的碳酸盐溶液/悬浮液可以在用于能量转化的第一装置9中释放热量并且例如形成电能，随后固态和/或液态组分能够作为有用产物被获得和/或被回收和/或用于重新获得电正性金属，所述第一装置包括例如换热器9a、蒸汽轮机9b和发电机9c。
可能处于压力下的气态组分8、例如H2/H2O/CO/CO2可以被导入用于能量转化的第二装置10，以便形成电能，所述第二装置例如具有膨胀涡轮机10a和发电机10b以及涡轮机10c和发电机10d，其中，在此例如可以适当地分离水、例如借助冷凝器11进行分离。此外，从气态组分中分离出二氧化碳和/或水，所述二氧化碳和/或水则能够通过回收装置13重新输入第二进料装置3以供使用。通过回流部(12)、回流阀(12a)和第四进料装置(12b)还能够将源自气态组分的H2和/或H2O和/或CO和/或CO2供给第一反应器(1)，其中，所述源自气态组分的H2和/或H2O和/或CO和/或CO2也可以在其他位置、例如第二反应器(4)中被重新供应。
第二示例性实施方式在图2中示出，所述第二示例性实施方式与图1所示实施方式的区别在于反应器1、4和第二喷洒装置/雾化装置5的布置，并且区别在于，取代旋风分离器6a而使用静电过滤器6b作为第一分离装置6。在此根据确定的实施方式，静电过滤器6b本身例如也具有用于进料水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的喷嘴。而且取代两个涡轮机(10a；10c)和两个发电机(10b；10d)而分别仅设置一个涡轮机(10a)和一个发电机(10b)。
根据本发明的设备的第三示例性实施方式在图3中示出，其中，源自图1和图2未进一步示出的设备的气态组分(8)在能量输出、例如借助换热器和/或涡轮机的能量输出之后，提供给带有用于喷淋电正性金属的盐、例如氢氧化锂的水溶液和/或悬浮液的喷嘴(5a)的过滤器容器(6c)，以便洗脱CO2，随后气体在干燥器(15)中被干燥，并且随后进料给费托合成设备(16)，从所述费托合成设备中能够提取更高价值的化学产品(17)、例如甲醇或汽油等。通过第五进料装置(14)可以在必要时供应合成气中所缺少的CO和/或H2和/或H2O。
本发明描述了一种用于借助涡轮机制造能量、尤其电能的方法和发电站设备。
固态和/或液态燃烧产物可以在此借助水性悬浮液/水溶液被去除，这允许简单的反应过程。所形成的盐溶液/悬浮液在此是这样的热，使得盐溶液/悬浮液可以额外地通过换热器运行蒸汽轮机。
通过本发明提供了用于制造能量的高效方法。通过电正性金属的高能量密度实现该工艺流程。总体上，根据本发明的设备可以使发电站例如实际无排放地运行，其中，所有产品都有价值。
如果将两个设备相结合或一个设备设置有中间存储器，则设备的扩展还实现了所形成的H2或CO在任意费托合成法范畴内的化学使用。
与由矿物燃烧制造合成气不同，在此没有含氮或含硫杂质、例如NH3、HCN、H2S、COS或氧气包含在气体中，所述杂质必须被费事地去除。
a.在燃烧和水解设备件中形成处于压力下的H2/H2O或CO/H2O气体混合物，所述气体混合物驱动用于发电的燃气轮机。
b.电正性金属的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐的灰作为溶液/悬浮液从燃烧腔中被洗脱。因为设备处于高压下，溶液是这样的热，以至于溶液能够通过换热器驱动蒸汽轮机。
c.这种发电站在利用H2O运行时无排放。

Claims (14)

1.一种用于制造能量的方法，其中，将选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金喷洒和/或雾化并且用包含二氧化碳和/或水的反应气燃烧，并且将所述反应气和所述电正性金属的经反应的混合物与水和/或所述电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，并且将与水和/或所述电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态组分和/或液态组分(7)和另一方面以气态组分(8)分离，并且将一方面固态和/或液态组分(7)和另一方面气态组分(8)的能量至少部分转化，其中，所述反应气和所述电正性金属的经反应的混合物与水和/或所述电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的混合通过将液态和/或气态水喷洒到所述经反应的混合物中和/或将所述电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷洒和/或雾化到所述经反应的混合物中完成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过旋风分离器和/或过滤板和/或静电过滤器实现一方面以固态和/或液态组分(7)和另一方面以气体组分(8)的分离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，源自所述固态和/或液态组分(7)的能量的至少部分转化借助至少一个换热器实现。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，源自所述气态组分(8)的能量向电能的至少部分转化通过至少一个涡轮机、优选至少两个沿所述气态组分的流动方向先后依次设置的涡轮机和至少一个发电机实现。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将所述电正性金属用过量的二氧化碳和/或水燃烧。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将过量的二氧化碳和/或过量的水在燃烧后从气态组分(8)中分离并且回收用于燃烧。
7.一种用于制造能量的设备，所述设备具有：
第一反应器(1)，在所述第一反应器中，使选自碱金属、碱土金属、铝和锌的电正性金属及其混合物和/或合金与包含二氧化碳和/或水的反应气发生反应，所述第一反应器被构造为，使包含二氧化碳和/或水的反应气与所述电正性金属发生反应；
至少一个用于喷洒和/或雾化所述电正性金属的第一喷洒装置和/或雾化装置(2a)，所述第一喷洒装置和/或雾化装置被构造为，将电正性金属喷洒和/或雾化到第一反应器中；
至少一个用于电正性金属的第一进料装置(2)，所述第一进料装置被构造为，将电正性金属供给所述至少一个第一喷洒装置和/或雾化装置(2a)；
至少一个用于包含二氧化碳和/或水的反应气的第二进料装置(3)，所述第二进料装置被构造为，将包含二氧化碳和/或水的反应气供给第一反应器；
第二反应器(4)，在所述第二反应器中，反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合，所述第二反应器被构造为，使反应气和电正性金属的经反应的混合物与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合；
至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置(5)，所述第二喷洒装置和/或雾化装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液喷洒和/或雾化到第二反应器中；
至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置，所述第三进料装置被构造为，将水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液供给所述至少一个第二喷洒装置和/或雾化装置(5)；
第一分离装置(6)，在所述第一分离装置中，与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分(7)和另一方面以气态组分(8)分离，所述第一分离装置被构造为，使与水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液混合的混合物一方面以固态和/或液态组分(7)和另一方面以气态组分(8)分离；
至少一个用于转换能量的第一装置(9)，所述第一装置被构造为，将固态和/或液态组分(7)的能量至少部分转化；和
至少一个用于转换能量的第二装置(10)，所述第二装置被构造为，将气态组分(8)的能量至少部分转化。
8.根据权利要求7所述的设备，所述设备还具有第二分离装置，在所述第二分离装置中，水和/或二氧化碳从气态组分中分离，所述第二分离装置被构造为，从气态组分中分离出水和/或二氧化碳。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中，第一分离装置(6)具有旋风分离器(6a)和/或至少一个过滤板和/或至少一个静电过滤器(6b)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其中，至少一个用于能量转化的第一装置(9)具有至少一个换热器(9a)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的设备，其中，至少一个用于能量转化的第二装置(10)具有至少一个涡轮机(10a)和至少一个用于形成电能的发电机(10b)，并且优选具有至少两个沿气态组分的流动方向先后依次设置的涡轮机(10a；10c)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，所述设备还具有用于源自第二分离装置的水和/或二氧化碳的回收装置(13)，所述回收装置被构造为，将源自第二分离装置的水和/或二氧化碳供给用于反应气的第二进料装置(3)和/或第一反应器(1)。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的设备，所述设备还具有回流部(12)、回流阀(12a)和至少一个用于水和/或H2和/或二氧化碳和/或CO的第四进料装置(12b)，其中，将水和/或H2和/或二氧化碳和/或CO经由回流阀(12a)至少部分从气态组分中提取、经由回流部(12)回收并且经由至少一个第四进料装置(12b)供给第一反应器(1)和/或至少一个用于包含二氧化碳和/或水的第二进料装置(3)和/或第二反应器(4)和/或至少一个用于喷洒和/或雾化水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第二喷洒装置和/或雾化装置(5)和/或至少一个用于水和/或电正性金属的盐的水溶液和/或悬浮液的第三进料装置中。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的设备，所述设备还具有至少一个CO2清洗器和/或至少一个用于CO和/或H2和/或H2O的第五进料装置和/或至少一个干燥器和/或费托合成设备。
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