CN108034436B - 一种焦炉系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种焦炉系统及其应用，包括化学链燃烧装置，化学链燃烧装置包括煤气主管、预热器、下喷管、燃料反应器、提升管、第一旋风分离器、第二旋风分离器、尾气主管，载氧体补给进料器；预热器一端连接煤气主管，另一端连接下喷管，下喷管连接燃料反应器，焦炉煤气沿下喷管通过燃料气入口直接送往燃料反应器；燃料反应器顶部载氧体入口连接第二旋风分离器底部出口，燃料反应器上端载氧体/尾气出口连接提升管，提升管另一端与第一旋风分离器连接，第一旋风分离器顶部出口端与尾气主管侧面相连。本发明提出了一种化学链焦炉装置，通过化学链燃烧提供焦炉炭化室所需热量，以解决传统炼焦系统燃烧过程CO2排放问题，实现低能耗CO2回收捕集。

Description

一种焦炉系统及其应用
技术领域
本发明涉及一种低碳环保焦炉系统及其应用，具体涉及一种耦合化学链技术的化学链焦炉系统，该炼焦系统具有高效回收CO2的特点，属于焦化和环保技术领域。
背景技术
我国作为炼焦大国，2016年焦炭产量达4.5亿吨。传统的炼焦方式主要利用蓄热式焦炉来实现，其基本过程是在燃烧室内将一部分焦炉煤气和空气燃烧，产生的热量传递给炭化室，从而达到炼焦的目的。这种燃烧供热方式会造成大量的CO2排放，同时空气中的N2在燃烧过程中会生成NOx。目前，燃烧尾气都是直接排放到大气中，造成了严重的环境污染。面对CO2、氮氧化物减排压力，实现炼焦过程的低排放低污染是焦化行业亟待解决的问题。由于燃烧尾气中N2含量较高，分离CO2和脱除NOX需要消耗大量的能量。为此，需要从源头降低N2的含量，一方面避免燃烧过程中NOX的形成，同时提高尾气中CO2浓度，实现CO2低能耗的富集分离，才能从根本上解决上述问题。因此，对焦炉燃烧系统进行改造，改变燃烧方式可以起到很好的减排效果。
化学链燃烧技术区别于传统的燃料与空气直接接触反应的燃烧过程，它借助载氧体的作用将燃烧反应分解为一个氧化反应和一个还原反应，分别在燃料反应器和空气反应器中进行，燃料与空气无需接触，由载氧体将空气中的氧传递到燃料中，在两个反应器之间循环交替反应来实现燃料的燃烧。金属氧化物载氧体（MexOy）进入燃料反应器与燃料发生还原反应，从燃料反应器出来的气体为CO2和H2O的混合气体，采用冷凝法即可回收高纯度的CO2，基本实现了零能耗的CO2捕集。还原后的金属Me被转移到空气反应器中再生，放出大量的热。化学链技术将传统的燃烧反应解耦为两步反应，减小了传统燃烧反应的热力学不可逆性，降低了燃烧㶲损失，提高了燃料燃烧效率。更重要的是，传统燃烧方式燃烧温度较高，容易产生热力型NOx。 化学链燃烧反应相对温和，燃料反应器内无焰燃烧温度较低，可以有效避免NOx的生成，减少对环境的污染。
发明内容
本发明旨在提供一种焦炉系统及其应用，利用化学链燃烧技术对传统炼焦系统进行改造升级，提出了一种化学链焦炉装置，通过化学链燃烧提供焦炉炭化室所需热量，以解决传统炼焦系统燃烧过程CO2排放问题，实现低能耗CO2回收捕集。
本发明提供了一种焦炉系统，包括化学链燃烧装置、焦炉装置；
焦炉装置包括加热管路、蓄热室、斜道区、燃烧室；加热管路包括空气管路和烟气管路，所述空气管路包括空气主管、空气支管，空气主管一端通过交换控制器与焦炉连接，另一端连通返混器，返混器出口连接有若干空气支管，空气支管安装空气交换控制器与小烟道连通；所述烟气管路包括烟气主管、烟气支管，烟气主管上连通有若干平行设置的烟气支管，烟气支管安装烟气交换控制器与小烟道连通；小烟道上方设有蓄热室，蓄热室上方通过斜道区连接燃烧室，燃烧室内均匀设有若干立火道；
其特征在于：化学链燃烧装置包括煤气主管、预热器、下喷管、燃料反应器、提升管、第一旋风分离器、第二旋风分离器、尾气主管，载氧体补给进料器；预热器一端连接煤气主管，另一端连接下喷管，下喷管连接燃料反应器，焦炉煤气沿下喷管通过燃料气入口直接送往燃料反应器；燃料反应器顶部载氧体入口连接第二旋风分离器底部出口，第二旋风分离器底部设有隔离层；燃料反应器上端载氧体/尾气出口连接提升管，提升管另一端与第一旋风分离器连接，第一旋风分离器顶部出口端与尾气主管侧面相连，尾气主管连接气液分离器，第一旋风分离器另一端出口连接第一载氧体输送管，第一载氧体输送管另一端连接返混器入口，第一载氧体输送管与返混器之间设有隔离层；返混器与空气主管相通，返混器出口连接若干空气支管，空气支管依次联通焦炉装置的小烟道、蓄热室、斜道区，斜道区上方连接燃烧室，燃烧室的立火道作为化学链空气反应器将还原的载氧体氧化再生；燃烧生成的烟气和再生的载氧体依次经斜道区、蓄热室和小烟道进入烟气支管，并最终汇集到烟气主管，烟气主管出口连接第二载氧体输送管，第二载氧体输送管与第二旋风分离器入口连接，第二载氧体输送管与与第二旋风分离器之间设有载氧体补给进料器。
所述载氧体输送管有两条，空气管道连接的称为第一载氧体输送管、烟气管道连接的称为第二载氧体输送管，第一条是被还原的载氧体，第二条是再生的载氧体。
空气与还原的载氧体通过蓄热室、斜道区最终通往燃烧室的立火道，燃烧后的烟气和氧化的载氧体从燃烧室底部的斜道区排出；
本发明在焦炉体系中引入了化学链燃烧技术，化学链燃烧技术具有低碳减排和高热效率的特点，通过将传统炼焦燃烧系统进行升级改造，将化学链燃烧替代传统燃烧并耦合到炼焦生产过程中，既能降低NOx的排放，低能耗分离回收CO2，还能提高焦炉煤气燃烧效率，实现整个炼焦过程的节能减排双重效果。
上述焦炉系统中，所述空气支管与小烟道连接处设有空气交换控制器，烟气支管与小烟道连接处设有烟气交换控制器，所述空气交换控制器和烟气交换控制器交替间隔开闭。
上述焦炉系统中，所述燃料反应器的结构构成为：溢流挡板，锥形分布板，放料口载氧体入口，载氧体/尾气出口，燃料气入口。溢流挡板防止载氧体堵住燃料气入口，锥形分布板利于分散燃料反应器底部载氧体，利于载氧体排放与更换，放料口用于载氧体排放与更换。
本发明提供了上述焦炉的应用方法，包括以下步骤：
（1）在燃料反应器中发生反应：
洁净的返炉焦炉煤气经过鼓风机预热后进入煤气主管，经过下喷管送入化学链燃料反应器与载氧体MexOy发生燃烧反应，MexOy被还原成MexOy-1， MexOy-1和燃烧尾气通过提升管经尾气主管送入到第一旋风分离器中，第一旋风分离器将MexOy-1与燃烧尾气分离，分离出的MexOy-1送往第一载氧体输送管后进入返混器与空气混合一并进入立火道；
（2）空气与还原的载氧体通过蓄热室、斜道区最终通往燃烧室的立火道，在立火道中发生反应：
通过鼓风机将空气送入空气主管，空气主管与返混器连接，来自空气主管的空气在返混器中与被还原的载氧体MexOy-1混合，一起进入与返混器相连的若干空气支管，空气支管按焦炉燃烧室燃烧制度通过空气交换控制器交替间隔开闭，使载氧体MexOy-1和空气进入小烟道，再经蓄热室换热后通过斜道进入立火道；
载氧体MexOy-1与空气在立火道中发生燃烧反应，并被氧化再生为MexOy；
（3）燃烧后的烟气和氧化的载氧体从燃烧室底部的斜道区排出：
再生的MexOy与烟气经斜道先后进入蓄热室和小烟道，按燃烧室燃烧制度开启烟气交换控制器使MexOy与烟气经烟气支管进入到烟气主管，从烟气主管出来的MexOy与烟气进入第二旋风分离器将MexOy与烟气进行分离，分离后的MexOy直接送往燃料反应器，烟气经回收热量后直接排放；
（4）第一旋风分离器排出的燃烧尾气中主要含CO2 和H2O，燃烧尾气经热回收后，进入气液分离器，经气液冷凝分离将CO2进行分离回收压缩捕集，实现了CO2的减排，回收的余热产生高温高压蒸汽用于其他生产工段；H2O分离回收后用作熄焦水或脱盐循环水。
上述焦炉的应用方法中，载氧体MexOy是Fe2O3、CuO、MoO3、NiO、ZrO、CeO中的任一种或几种的混合物。所述混合物是指两种或两种以上金属复合氧化物，比如NixZryOz，CexZryOz。
上述焦炉的应用方法中，在燃料反应器中，载氧体MexOy与焦炉煤气中的CO、CH4和H2发生反应生成MexOy-1、H2O和CO2；其主要反应如下：MexOy+CO=MexOy-1+CO2，MexOy+1/4CH4=MexOy-1 1/4CO2+1/2H2O，MexOy+H2=MexOy-1+H2O。
上述焦炉的应用方法中，在立火道中发生反应，是还原态的载氧体MexOy-1与空气中的氧气发生氧化反应生成MexOy；其主要反应如下：MexOy-1+1/2O2= MexOy。
本发明的有益效果：
（1）本焦炉采用化学链燃烧技术替代传统焦炉燃烧技术，利用焦炉立火道作为化学链空气反应器，简化了化学链燃烧系统；
（2）通过设置烟气管路，使烟气与载氧体经斜道、蓄热室排入小烟道，再通过烟气支管进入烟气主管排出，再经烟气主管送往旋风分离器实现烟气与载氧体的分离；
（3）去掉了传统焦炉的分烟道、总烟道和烟囱，简化了焦炉燃烧系统内部结构；
（4）焦炉煤气在燃料反应器中燃烧产生的尾气主要含CO2和H2O，通过简单的气液冷凝分离可低能耗将CO2进行分离捕集，回收的余热可以产生高温高压蒸汽用于其他生产工段；实现了CO2的减排；
（5）H2O分离回收后可用作熄焦水、脱盐循环水等各种用途，节约了水资源。
附图说明
图1为现有的传统焦炉工作原理示意图。
图2为本发明焦炉的工作原理示意图。
图3为本发明提供的化学链焦炉的局部剖视图。
图4为本发明提供的化学链焦炉管路示意图。
图中，1—第一鼓风机；2—空气主管；3—返混器；4—空气支管；5—交换控制器；6—小烟道；7—煤气主管；8—预热器；9—下喷管；10—烟气主管；11—烟气支管；12—蓄热室；13—斜道；14—立火道；15—燃料反应器；16—提升管；17—第一旋风分离器；18—第二旋风分离器；19—第一隔离层；20—气液分离器；21—尾气主管；22—炭化室；23—第一载氧体输送管；24—炉墙；25—隔热墙；26—第二载氧体输送管；27—第二鼓风机；28-溢流挡板；29-第二隔离层；30-载氧体补给进料器；31-锥形分布板；32-放料口；33—载氧体入口；34-载氧体/尾气出口，35-燃料气入口。a为空气，b返炉焦炉煤气，c为燃烧尾气。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
如图2~4所示，本发明提供的焦炉装置包括第一鼓风机1、空气主管2、返混器3、空气支管4、交换控制器5、小烟道6、煤气主管7、预热器8、下喷管9、烟气主管10、烟气支管11、蓄热室12、斜道13、立火道14、燃料反应器15、提升管16、第一旋风分离器17、第二旋风分离器18、第一隔离层19，气液分离器20，尾气主管21，炭化室22，第一载氧体输送管23，炉墙24，隔热墙25，第二载氧体输送管26，鼓风机27， 溢流挡板28，第二隔离层29，载氧体补给进料器30，锥形分布板31，放料口32，载氧体入口33，载氧体/尾气出口34，燃料气入口35。
本发明提供的焦炉系统包括化学链燃烧装置、焦炉装置；焦炉装置包括加热管路、蓄热室12、斜道13、燃烧室；加热管路包括空气管路和烟气管路，所述空气管路包括空气主管2、空气支管4，空气主管2一端通过交换控制器与焦炉连接，另一端连通返混器3，返混器3出口连接有若干空气支管4，空气支管4安装空气交换控制器与小烟道6连通；所述烟气管路包括烟气主管10、烟气支管11，烟气主管10上连通有若干平行设置的烟气支管11，烟气支管11安装烟气交换控制器与小烟道6连通；小烟道6上方设有蓄热室12，蓄热室12上方通过斜道13连接燃烧室，燃烧室内均匀设有若干立火道14；
化学链燃烧装置包括煤气主管7、预热器8、下喷管9、燃料反应器15、提升管16、第一旋风分离器17、第二旋风分离器18、尾气主管21，载氧体补给进料器30；预热器8一端连接煤气主管7，另一端连接下喷管9，下喷管9连接燃料反应器15，焦炉煤气沿下喷管9通过燃料气入口35直接送往燃料反应器15；燃料反应器15顶部载氧体入口33连接第二旋风分离器18底部出口，第二旋风分离器18底部设有第一隔离层19；燃料反应器15上端载氧体/尾气出口34连接提升管16，提升管16另一端与第一旋风分离器17连接，第一旋风分离器17顶部出口端与尾气主管21侧面相连，尾气主管连接气液分离器20，，第一旋风分离器17另一端出口连接第一载氧体输送管23，第一载氧体输送管23另一端连接返混器3入口，第一载氧体输送管23与返混器3之间设有第二隔离层29；返混器3与空气主管2相通，返混器3出口连接若干空气支管4，空气支管4依次联通焦炉装置的小烟道6、蓄热室12、斜道13，斜道13上方连接燃烧室，燃烧室的立火道14作为化学链空气反应器将还原的载氧体氧化再生；燃烧生成的烟气和再生的载氧体依次经斜道13、蓄热室12和小烟道6进入烟气支管11，并最终汇集到烟气主管10，烟气主管10出口连接第二载氧体输送管26，第二载氧体输送管26与第二旋风分离器18入口连接，第二载氧体输送管26与与第二旋风分离器18之间设有载氧体补给进料器30。
空气与还原的载氧体通过蓄热室12、斜道13最终通往燃烧室的立火道14，燃烧后的烟气和氧化的载氧体从燃烧室底部的斜道13排出；
上述焦炉系统中，交换控制器5包括空气交换控制器和烟气交换控制器，所述空气支管4与小烟道6连接处设有空气交换控制器，烟气支管11与小烟道6连接处设有烟气交换控制器，所述空气交换控制器和烟气交换控制器交替间隔开闭。
上述焦炉系统中，燃料反应器的结构构成为：溢流挡板28，锥形分布板31，放料口32，载氧体入口33，载氧体/尾气出口34，燃料气入口35。溢流挡板28防止载氧体堵塞燃料气入口，锥形分布板31利于分散燃料反应器底部载氧体，利于载氧体排放与更换，放料口32用于载氧体排放与更换。载氧体是投放进去的，不是提前放置好的，没有填料层。燃料反应器中呈现流化状态，类似于流化床。
下面具体说明上述焦炉的应用过程：
空气通过第一鼓风机1将空气送入空气主管2，空气主管2与返混器3连接，来自主管2的空气在返混器3中与被还原的载氧体MexOy-1混合，然后一起进入与返混器3相连的若干空气支管4，空气支管4与小烟道6连通，通过空气交换控制器进行交替开关控制（按照焦炉燃烧室实际运行制度进行调节。如相邻的空气支管4上的空气交换控制器关闭，则对应的烟气支管11上的烟气交换控制器开启），使载氧体和空气进入小烟道6，再经蓄热室12换热后通过斜道13进入燃烧室立火道14。载氧体MexOy-1与空气在立火道14中发生燃烧反应，并被氧化再生为MexOy，放出大量的热量，产生的热量提供给相邻的炭化室22用于炼焦，再生的MexOy与烟气经过斜道13先后进入蓄热室12和小烟道6，开启烟气交换控制器使MexOy与烟气进入烟气支管11到烟气主管10， MexOy与烟气随后从烟气主管10通过第二载氧体输送管26进入第二旋风分离器18，在第二旋风分离器18中 MexOy与烟气进行分离，分离后的MexOy直接送往燃料反应器15，第一隔离层19是防止燃料气体进入立火道14并且防止空气进入燃料反应器15，烟气经回收热量后直接排放。洁净的返炉焦炉煤气经过第二鼓风机27预热后进入煤气主管7，经过下喷管9通过燃料气入口35送入化学链燃料反应器15与载氧体MexOy发生燃烧反应，MexOy被还原成MexOy-1。MexOy-1和燃烧尾气（主要含CO2和H2O）通过提升管16进入到第一旋风分离器17，在第一旋风分离器17中MexOy-1与燃烧尾气分离，分离出的MexOy-1送往第一载氧体输送管23进入返混器3，第二隔离层29是为了防止返混器3中的空气进入燃料反应器15，通过空气将MexOy-1载入送往立火道14。燃烧尾气进入尾气主管21，经热回收后再进入气液分离器20中进行CO2回收压缩捕集。载氧体损耗的补充可以通过载氧体补给进料器30进行补充，载氧体的更换则可通过放料口32实现废弃失活载氧体的排放。
上述应用过程中发生的反应如下：
（1）在燃料反应器中发生反应：焦炉煤气与载氧体MexOy发生燃烧反应，MexOy被还原成MexOy-1， MexOy-1和燃烧尾气通过提升管经尾气主管送入到第一旋风分离器中，第一旋风分离器将MexOy-1与燃烧尾气分离，分离出的MexOy-1送往第一载氧体输送管后进入返混器与空气混合一并进入立火道；
在燃料反应器中，载氧体MexOy与焦炉煤气中的CO、CH4和H2发生反应生成MexOy-1、H2O和CO2；其主要反应如下：MexOy+CO=MexOy-1+CO2，MexOy+1/4CH4=MexOy-1 1/4CO2+1/2H2O，MexOy+H2=MexOy-1+H2O。
（2）空气与还原的载氧体通过蓄热室、斜道区最终通往燃烧室的立火道，在立火道中发生反应，载氧体MexOy-1与空气在立火道中发生燃烧反应，并被氧化再生为MexOy；
在立火道中发生反应，是还原态的载氧体MexOy-1与空气中的氧气发生氧化反应生成MexOy；其主要反应如下：MexOy-1+1/2O2= MexOy。
（3）燃烧后的烟气和氧化的载氧体从燃烧室底部的斜道区排出，从烟气主管出来的MexOy与烟气进入第二旋风分离器将MexOy与烟气进行分离，分离后的MexOy直接送往燃料反应器，烟气经回收热量后直接排放；
（4）第一旋风分离器排出的燃烧尾气中主要含CO2 和H2O，燃烧尾气经热回收后，进入气液分离器，经气液冷凝分离将CO2进行分离回收压缩捕集，实现了CO2的减排，回收的余热产生高温高压蒸汽用于其他生产工段；H2O分离回收后用作熄焦水或脱盐循环水。
上述焦炉的应用方法中，载氧体MexOy是Fe2O3、CuO、MoO3、NiO、ZrO、CeO中的任一种或几种的混合物。

Claims (7)

1.一种焦炉系统，包括化学链燃烧装置、焦炉装置，焦炉装置由加热管路、蓄热室、斜道区、燃烧室组成；加热管路包括空气管路和烟气管路，所述空气管路包括空气主管、空气支管，空气主管一端通过交换控制器与焦炉连接，另一端连通返混器，返混器出口连接有若干空气支管，空气支管安装空气交换控制器与小烟道连通；所述烟气管路包括烟气主管、烟气支管，烟气主管上连通有若干平行设置的烟气支管，烟气支管安装烟气交换控制器与小烟道连通；小烟道上方设有蓄热室，蓄热室上方通过斜道区连接燃烧室，燃烧室内均匀设有若干立火道；
其特征在于：化学链燃烧装置包括煤气主管、预热器、下喷管、燃料反应器、提升管、第一旋风分离器、第二旋风分离器、尾气主管，载氧体补给进料器；预热器一端连接煤气主管，另一端连接下喷管，下喷管连接燃料反应器，焦炉煤气沿下喷管通过燃料气入口直接送往燃料反应器；燃料反应器顶部载氧体入口连接第二旋风分离器底部出口，第二旋风分离器底部设有隔离层；燃料反应器上端载氧体/尾气出口连接提升管，提升管另一端与第一旋风分离器连接，第一旋风分离器顶部出口端与尾气主管侧面相连，尾气主管连接气液分离器，第一旋风分离器另一端出口连接第一载氧体输送管，第一载氧体输送管另一端连接返混器入口，第一载氧体输送管与返混器之间设有隔离层；返混器与空气主管相通，返混器出口连接若干空气支管，空气支管依次联通焦炉装置的小烟道、蓄热室、斜道区，斜道区上方连接燃烧室，燃烧室的立火道作为化学链空气反应器将还原的载氧体氧化再生；燃烧生成的烟气和再生的载氧体依次经斜道区、蓄热室和小烟道进入烟气支管，并最终汇集到烟气主管，烟气主管出口连接第二载氧体输送管，第二载氧体输送管与第二旋风分离器入口连接，第二载氧体输送管与与第二旋风分离器之间设有载氧体补给进料器。
2.根据权利要求1所述的焦炉系统，其特征在于：所述空气支管与小烟道连接处设有空气交换控制器，烟气支管与小烟道连接处设有烟气交换控制器，所述空气交换控制器和烟气交换控制器交替间隔开闭。
3.根据权利要求1所述的焦炉系统，其特征在于：所述燃料反应器的结构包括：溢流挡板、锥形分布板、放料口载氧体入口、载氧体/尾气出口、燃料气入口；溢流挡板防止载氧体堵住燃料气入口，锥形分布板利于分散燃料反应器底部载氧体，利于载氧体排放与更换，放料口用于载氧体排放与更换。
4.一种权利要求1~3任一项所述的焦炉系统的应用，其特征在于包括以下步骤：
（1）在燃料反应器中发生反应：
洁净的返炉焦炉煤气经过鼓风机预热后进入煤气主管，经过下喷管送入化学链燃料反应器与载氧体MexOy发生燃烧反应，MexOy被还原成MexOy-1， MexOy-1和燃烧尾气通过提升管经尾气主管送入到第一旋风分离器中，第一旋风分离器将MexOy-1与燃烧尾气分离，分离出的MexOy-1送往第一载氧体输送管后进入返混器与空气混合一并进入立火道；
（2）空气与还原的载氧体通过蓄热室、斜道区最终通往燃烧室的立火道，在立火道中发生反应：
通过鼓风机将空气送入空气主管，空气主管与返混器连接，来自空气主管的空气在返混器中与被还原的载氧体MexOy-1混合，一起进入与返混器相连的若干空气支管，空气支管按焦炉燃烧室燃烧制度通过空气交换控制器交替间隔开闭，使载氧体MexOy-1和空气进入小烟道，再经蓄热室换热后通过斜道进入立火道；
载氧体MexOy-1与空气在立火道中发生燃烧反应，并被氧化再生为MexOy；
（3）燃烧后的烟气和氧化的载氧体从燃烧室底部的斜道区排出：
再生的MexOy与烟气经斜道先后进入蓄热室和小烟道，按燃烧室燃烧制度开启烟气交换控制器使MexOy与烟气经烟气支管进入到烟气主管，从烟气主管出来的MexOy与烟气进入第二旋风分离器将MexOy与烟气进行分离，分离后的MexOy直接送往燃料反应器，烟气经回收热量后直接排放；
（4）第一旋风分离器排出的燃烧尾气中主要含CO2 和H2O，燃烧尾气经热回收后，进入气液分离器，经气液冷凝分离将CO2进行分离回收压缩捕集，实现了CO2的减排，回收的余热产生高温高压蒸汽用于其他生产工段；H2O分离回收后用作熄焦水或脱盐循环水。
5.根据权利要求4所述的焦炉系统的应用，其特征在于：载氧体MexOy是Fe2O3、CuO、MoO3、NiO、ZrO、CeO中的任一种或几种的混合物。
6.根据权利要求4所述的焦炉系统的应用，其特征在于：所述燃料反应器中，载氧体MexOy与焦炉煤气中的CO、CH4和H2发生反应生成MexOy-1、H2O和CO2。
7.根据权利要求4所述的焦炉系统的应用，其特征在于：所述立火道中发生反应，是还原态的载氧体MexOy-1与空气中的氧气发生氧化反应生成MexOy。
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CN110283603A (zh) * 2019-06-11 2019-09-27 安阳钢铁股份有限公司 一种化产废气喷入下调式焦炉燃烧新工艺
CN111137860B (zh) * 2019-12-31 2023-03-10 太原理工大学 一种甲烷二氧化碳干重整反应炉
CN114702971B (zh) * 2022-04-28 2024-05-14 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种焦炉的废气分配装置及其工作方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191310684A (en) * 1912-08-31 1913-10-30 Otto & Company G M B H C Improvements in Coke Ovens.
US3953299A (en) * 1974-08-14 1976-04-27 Bethlehem Steel Corporation Coke oven having a low burner heating wall and a high burner heating wall
JP2000337168A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Toshiba Corp 化学ループ燃焼方式発電プラントシステム
CN103497840B (zh) * 2013-10-09 2014-11-26 太原理工大学 一种焦化行业废弃油综合利用的方法
CN103758592B (zh) * 2014-01-22 2015-06-24 中国科学院工程热物理研究所 Co2气化焦炭的化学链燃烧发电系统及方法
CN103808157B (zh) * 2014-03-11 2015-06-03 太原理工大学 一种焦炉废气利用装置及其应用方法

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