ES2553642T3

ES2553642T3 - Métodos y aparatos para la oxidación de residuos no quemados

Info

Publication number: ES2553642T3
Application number: ES12162490.2T
Authority: ES
Inventors: Marc Ajhar; Jörgen Grubbström; Corinne Beal
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: US10006632B2; WO2013144874A1; CA2867792A1; EP2644994B1; US20140373764A1; CN104204674B; JP6152413B2; PL2644994T3; JP2015511701A; EP2644994A1; IN2014DN07696A; CN104204674A

Abstract

Un método de oxidar residuos no quemados en un sistema de combustión con bucle químico, que comprende: inyectar un combustible (10) en un reactor de combustible (12) de un sistema de combustión con bucle químico; inyectar portadores de oxígeno (22) oxidados en el reactor de combustible (12); oxidar el combustible (10) con oxígeno proporcionado por los portadores de oxígeno (22); separar sólidos (48, 56) de una corriente de gas de combustión (26) del reactor de combustible (12); transmitir la corriente de gas de combustión (26) del reactor de combustible (12) que contiene residuos no quemados a un reactor de post-oxidación (25); inyectar los portadores de oxígeno (22) oxidados al reactor de post-oxidación (25); oxidar los residuos no quemados en el reactor de post-oxidación (25) con oxígeno proporcionado por los portadores de oxígeno (22); separar los portadores de oxígeno (22) de una corriente de gas de combustión (27) del reactor de post-oxidación 25; transmitir los portadores de oxígeno (22) reducidos a un reactor de aire (14); oxidar los portadores de oxígeno (22) reducidos en presencia de aire (16) inyectado en el reactor de aire (14); separar los portadores de oxígeno (22) oxidados de una corriente del gas de combustión (18) del reactor de aire (14); transmitir al reactor de oxidación posterior (25) y al reactor de combustible (12) los portadores de oxígeno (22) oxidados, caracterizado por que: los portadores de oxígeno (22) son partículas desacoplantes de oxígeno de bucle químico; transmitir una parte (64) de la corriente del gas de combustión (26) del reactor de combustible (12) a una cámara de post-oxidación (60); transmitir la corriente de gas de combustión (27) del reactor de post-oxidación (25) primero a la cámara de postoxidación (60); en donde residuos no quemados presentes en la parte (64) de la corriente de gas de combustión (26) del reactor de combustible (12) transmitidos a la cámara de post-oxidación (60) son oxidados por el oxígeno presente en la corriente de gas de combustión (27) del reactor de post-oxidación (25).

Description

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DESCRIPCION

Metodos y aparatos para la oxidacion de residuos no quemados CAMPO

La presente descripcion se refiere a la oxidacion de residuos no quemados. Mas particularmente, se refiere a un metodo y a un aparato eficaz para oxidar residuos no quemados y reducir los costes de consumo de energfa y de capital.

ANTECEDENTES

Determinados procesos, tales como la combustion de combustibles con contenido en carbono, producen emisiones gaseosas de dioxido de carbono (CO2). El CO2 ha sido identificado como un gas de "efecto invernadero", que parece contribuir al calentamiento global. Debido a su estatus como un gas de "efecto invernadero", se han desarrollado tecnologfas para evitar que grandes cantidades de CO2 sean liberadas a la atmosfera por el uso de combustibles fosiles.

La combustion con bucle qmmico (CLC - siglas en ingles) es una tecnologfa de combustion que proporciona una captura y un procesamiento de CO2 eficientes. La CLC proporciona una separacion inherente de CO2 producido durante la oxidacion de combustibles con contenido en carbono, creando asf una corriente mas concentrada de CO2. Al aumentar la concentracion de CO2 como parte de la tecnologfa de combustion, los gastos de energfa y de capital requeridos para separar el CO2 despues de la combustion para la captura y el almacenamiento se reducen sustancialmente.

La tecnologfa CLC implica generalmente el uso de un portador de oxfgeno, que transfiere el oxfgeno del aire a un combustible, evitando con ello el contacto directo entre el aire y el combustible. En el proceso se utilizan dos reactores interconectados, tfpicamente lechos fluidos: un reactor de combustible y un reactor de aire. El combustible es introducido en el reactor de combustible, que recibe ademas el portador de oxfgeno que es tfpicamente un oxido metalico. Una corriente de gas de combustion de salida del reactor de combustible contiene principalmente productos de oxidacion del combustible, H2O y CO2, y portadores de oxfgeno reducidos. Una corriente que consiste en una alta concentracion de CO2 puede entonces obtenerse por condensacion de H2O contenido en la corriente de gas de combustion del reactor de combustible despues de haber separado portadores de oxfgeno reducidos de la corriente de gas de combustion de salida.

Un portador de oxfgeno reducido formado como parte de la reaccion de oxidacion del combustible se transfiere al reactor de aire en donde se vuelve a oxidar en presencia de aire. Una corriente de gas de combustion que sale del reactor de aire consiste principalmente en componentes no reactivos del aire tales como nitrogeno, portadores de oxfgeno oxidados y el oxfgeno no utilizado. Portadores de oxfgeno oxidados se pueden separar de la corriente de gas de combustion del rector de aire para la transmision al reactor de combustible. Mediante el uso de portadores de oxfgeno para suministrar oxfgeno al reactor de combustible, los componentes no reactivos del aire son expulsados del sistema a medida que salen del reactor de aire y nunca se introducen en el reactor de combustible. Por lo tanto, los productos de combustion, principalmente CO2 y H2O, ya no se diluyen por los componentes no reactivos del aire en la corriente de gas de combustion del reactor de combustible.

Dependiendo de las condiciones y de los materiales utilizados, la combustion del combustible en el reactor de combustible puede ser incompleta. La combustion incompleta puede provocar que residuos no quemados tales como hidrogeno, metano y monoxido de carbono, esten presentes en la corriente del gas de combustion del reactor de combustible. Con el fin de reducir o eliminar los residuos no quemados de la corriente de gas de combustion, los residuos no quemados tfpicamente se oxidan en una unidad de post-combustion despues de la combustion en el reactor de combustible. Residuos no quemados tambien pueden estar presentes en otras corrientes de gas de combustion de diversas aplicaciones industriales y/o de combustion.

Una de las dificultades con la oxidacion de residuos no quemados, tales como en los sistemas de CLC, es que la unidad de post combustion requiere gas oxfgeno puro o enriquecido. Si el aire se anadio a la unidad de postcombustion para la oxidacion, los beneficios de la CLC se perdenan debido a que los constituyentes no reactivos del aire senan anadidos a la corriente de gas de combustion del reactor de combustible antes de transmitir la corriente de gas de combustion a una unidad de procesamiento de gas. Este requisito de proporcionar gas puro o

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enriquecido con oxfgeno a unidades de post-combustion se aplica igualmente a otros procesos y/o tecnologfas de combustion industriales que requieren una oxidacion de postcombustion en un entorno enriquecido con oxfgeno (por ejemplo, una planta alimentada con oxfgeno). Por consiguiente, la oxidacion de post-combustion requiere la adicion de gas puro o enriquecido con oxfgeno, lo cual es caro tanto en terminos de consumo de energfa como de costos de capital. Ademas de ello, dependiendo de la cantidad de residuos no quemados que requieren una oxidacion, la combustion con oxfgeno puro o enriquecido puede conducir a temperaturas muy elevadas, lo cual requiere una refrigeracion. Por consiguiente, existe una necesidad de un metodo y aparato mejorados para el tratamiento mas eficiente de los residuos no quemados. El documento US 5.509.362 describe un metodo y un aparato de acuerdo con el preambulo de las reivindicaciones 1 y 8.

SUMARIO

De acuerdo con los aspectos ilustrados en esta memoria se proporciona un metodo de oxidar residuos no quemados en un sistema de combustion con bucle qmmico de acuerdo con la reivindicacion 1, mediante la inyeccion de un combustible en un reactor de combustible de un sistema de combustion con bucle qmmico, la inyeccion de portadores de oxfgeno oxidados en el reactor de combustible, y la oxidacion del combustible con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno. Los solidos se separan de una corriente de gas de combustion del reactor de combustible. La corriente de gas de combustion del reactor de combustible que contiene residuos no quemados se transmite a un reactor de post-oxidacion que se inyecta con portadores de oxfgeno oxidados. Los residuos no quemados se oxidan en el reactor de post-oxidacion con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno. Portadores de oxfgeno reducidos son separados de una corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion y son transmitidos a un reactor de aire en donde se vuelven a oxidar en presencia de aire inyectado en el reactor de aire. Los portadores de oxfgeno oxidados se separan de una corriente del gas de combustion del reactor de aire y se transmiten al reactor de post-oxidacion. Los portadores de oxfgeno son partfculas desacoplantes de oxfgeno de bucle qmmico (CLOU). Una parte de la corriente del gas de combustion del reactor de combustible es transmitida a una camara de post-oxidacion, y la corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion se transmite primero a la camara de post-oxidacion, en donde residuos no quemados presentes en la parte de la corriente de gas de combustion del reactor de combustible transmitidos a la camara de post-oxidacion son oxidados por el oxfgeno presente en la corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion.

De acuerdo con otros aspectos ilustrados en esta memoria, se proporciona un aparato para la oxidacion de residuos no quemados de acuerdo con la reivindicacion 8, que tienen un reactor de combustible que recibe portadores de oxfgeno oxidados y combustible, en donde el combustible se oxida con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno; un primer separador de solidos para separar los solidos de una corriente de gas de combustion del reactor de combustible; un reactor de aire que recibe portadores de oxfgeno reducidos y aire, en donde los portadores de oxfgeno reducidos se oxidan para producir los portadores de oxfgeno oxidados; un segundo separador de solidos para separar los portadores de oxfgeno oxidados de la corriente de gas de combustion del reactor de aire, en donde los portadores de oxfgeno oxidados son proporcionados al reactor de combustible; un reactor de post-oxidacion que recibe la corriente de gas de combustion del reactor de combustible que contiene residuos no quemados y portadores de oxfgeno oxidados del segundo separador de solidos; un tercer separador de solidos para separar los portadores de oxfgeno reducidos de una corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion; y una camara de post-oxidacion conectada a la corriente de gas de combustion y al reactor de post-oxidacion de manera que una parte de la corriente de gas de combustion se transmite directamente a la camara de post-oxidacion y la corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion se transmite a la camara de post-oxidacion.

Lo anteriormente descrito y otras caractensticas se ejemplifican mediante las siguientes figuras y descripcion detallada.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Con referencia ahora a las figuras, que son realizaciones a modo de ejemplo, y en donde los elementos estan numerados por igual:

La Figura 1 es un ejemplo de diagrama de flujo esquematico de un sistema de combustion con bucle qmmico de acuerdo con la tecnica anterior.

La Figura 2 es un diagrama de flujo esquematico de una realizacion a modo de ejemplo que no forma parte de la invencion.

La Figura 3 es un diagrama de flujo esquematico de acuerdo con la invencion.

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DESCRIPCION DETALLADA

De acuerdo con una realizacion a modo de ejemplo de la presente descripcion, se proporciona un metodo eficiente para la oxidacion de residuos no quemados en un sistema de combustion con bucle qmmico (CLC). Se proporciona un metodo que reduce los requisitos de energfa de la oxidacion de residuos no quemados antes de la ventilacion de los gases de combustion a la atmosfera. La CLC se utiliza para oxidar un combustible en un reactor de combustible. La oxidacion del combustible se logra mezclando el combustible con un portador de oxfgeno oxidado previamente en un reactor de aire. El oxido metalico es un material desacoplante de oxfgeno de bucle qmmico (partfculas CLOU) que tiene una especificidad para liberar oxfgeno gaseoso La oxidacion del combustible en el reactor de combustible puede dejar una parte del combustible oxidado de forma incompleta, dejando residuos no quemados en una corriente de gas de combustion del reactor de combustible. La corriente de gas de combustion del reactor de combustible que contiene residuos no quemados es transmitida a un reactor de post-oxidacion. El reactor de post- oxidacion recibe portadores de oxfgeno oxidados a partir de un reactor de aire, que puede ser el reactor de aire del sistema CLC o un reactor de aire separado. Un reactor de aire de la CLC se puede aumentar en capacidad de aumentar la produccion de portadores de oxfgeno oxidados para abastecer tanto al reactor de combustible como al reactor de post-oxidacion. Residuos no quemados son oxidados por portadores de oxfgeno en el reactor de post- oxidacion y los portadores de oxfgeno reducidos son separados de una corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion y son devueltos a un reactor de aire para la re-oxidacion. Al oxidar los residuos no quemados en un reactor de post-oxidacion, los residuos no quemados pueden oxidarse de manera eficiente sin la necesidad de oxfgeno producido criogenicamente, reduciendo sustancialmente las demandas de energfa para la eliminacion de residuos no quemados de un sistema CLC.

Se proporciona un metodo eficiente de oxidar residuos no quemados en una corriente de gas de combustion, en el que una corriente de gas de combustion que contiene residuos no quemados es transmitida para la oxidacion en un reactor de post-oxidacion, que es suministrada adicionalmente por portadores de oxfgeno. Los portadores de oxfgeno se oxidan en un reactor de aire.

Se proporciona un aparato para la oxidacion de residuos no quemados en un sistema CLC, que incluye un reactor de post-oxidacion, un reactor de aire conectado al reactor de post-oxidacion y un reactor de combustible conectado al reactor de post-oxidacion. Una corriente de gas de combustion del reactor de combustible, que contiene residuos no quemados, esta configurada para ser transmitida al reactor de post-oxidacion, que recibe, ademas, portadores de oxfgeno oxidados del reactor de aire. El reactor de aire tambien puede suministrar portadores de oxfgeno oxidados al reactor de combustible o puede ser un reactor de aire separado. Si el reactor de aire esta configurado para suministrar tanto al reactor de post-oxidacion como al reactor de combustible, se puede aumentar de tamano con respecto al que tipicamente se contempla para un sistema CLC para representar una demanda incrementada sobre la produccion de portador de oxfgeno oxidado. El aparato incluye, ademas, una camara de post-oxidacion, preferiblemente una camara catalftica, configurada para recibir directamente una parte de la corriente de gas de combustion del reactor de combustible y una corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion, en donde el oxfgeno esta presente en la corriente de gas de combustion del reactor de post-oxidacion. En esta configuracion, una parte de la oxidacion de residuos no quemados se produce en la camara catalftica y una parte de la oxidacion de residuos no quemados se produce en la reaccion de post-oxidacion.

Haciendo referencia a la Fig. 1, la CLC incluye tipicamente un reactor de aire 14 y un reactor de combustible 12, que puede ser reactores de lecho fluido, en donde un combustible 10 se inyecta en el reactor de combustible 12 y en donde el reactor de combustible 12 se inyecta adicionalmente con un portador de oxfgeno 22 formado en el reactor de aire 14. Un ejemplo del combustible es el carbon. Otros ejemplos incluyen, pero no se limitan a gas natural, gas de smtesis (smtegas) y gas de refinena de petroleo. Las partfculas de portador de oxfgeno son tipicamente metalicas o ceramicas. Oxidos metalicos tfpicos utilizados para la CLC incluyen oxido de mquel, oxido de calcio, oxido de hierro, oxido de cobre, oxido de manganeso, oxido de cobalto y mezclas de los mismos como ejemplos. Algunos portadores de oxfgeno son las denominadas partfculas CLOU, ya que liberan oxfgeno sin la necesidad de una participante en la reaccion.

El reactor de combustible 12 puede ser fluidizado por un medio de fluidizacion tal como vapor de agua 58. La combustion de combustible 10 en el reactor de combustible 12 produce una corriente de gas de combustion 26. La corriente de gas de combustion 26 contiene generalmente solidos sin quemar, productos de la combustion (CO2 y H2O), portadores de oxfgeno reducidos y tambien puede incluir residuos no quemados tales como monoxido de carbono, hidrogeno o metano. La corriente de gas de combustion 26 puede ser transmitida a un primer separador de solidos 28, que puede ser un separador de ciclon, en el que los solidos 48 se separan de la corriente de gas de combustion 26 y se transmiten 28 al reactor de aire 14. Los solidos 48 del primer separador 28 pueden primero ser transmitidos a un separador de carbono 50 opcional. Los portadores de oxfgeno reducidos que salen del separador de carbono 50 son transmitidos 52 al reactor de aire 14. Todo carbon que salga del separador de carbono 50 es

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transmitido 54 de vuelta a reactor de combustible 12. Una corriente de gas de combustion 30 del primer separador de solidos 28 puede ser transmitida a un segundo separador de solidos 32, que puede ser un separador de ciclon, en donde solidos adicionales pueden ser separados de la corriente de gas de combustion 30 y transmitidos de nuevo 56 al reactor de combustible 12.

Corriente de gas de combustion 34 del segundo separador de solidos 32, que generalmente contiene los componentes no solidos de la corriente de gas de combustion 26 del reactor de combustible 12 es transmitida a una unidad de post-combustion 36. La unidad de post-combustion 36 esta configurada para recibir una corriente de oxfgeno 38. La corriente de oxfgeno 38 puede ser oxfgeno puro o gas enriquecido en oxfgeno, que se crea tipicamente de forma criogenica a costos sustanciales de energfa y de capital. Residuos no quemados pueden ser oxidados en la unidad de post-combustion 36 y una corriente de gas de combustion de la unidad de post-combustion 40 puede ser transmitida a una unidad de procesamiento de gas (GPU) 42 para la captura y el procesamiento de CO2. El CO2 puede ser transmitido 46, ademas, para el almacenamiento o el uso, segun corresponda. Despues de la captura de CO2, la corriente de gas de combustion, que contiene principalmente N2, Ar y O2 sin usar, puede ser ventilada 44 a la atmosfera.

En el reactor de aire 14, portadores de oxfgeno son oxidados por el aire 16 suministrado al reactor de aire 14. Una corriente de gas de combustion 18 del reactor de aire 14 puede ser transmitida a un tercer separador de solidos 20, que puede ser un separador de ciclon. El tercer separador de solidos 20 separa portadores de oxfgeno oxidados de la corriente de gas de combustion 18 del reactor de aire 14, permitiendo que los componentes no reactivos de aire y oxfgeno no utilizado sean ventilados como aire de escape 24 a la atmosfera. Portadores de oxfgeno oxidados son transmitidos 22 al reactor de combustible 12 en donde pueden suministrar oxfgeno para la oxidacion del combustible 10, completando un ciclo regenerativo para el portador de oxfgeno.

Con referencia ahora a una realizacion a modo de ejemplo mostrada en la Fig. 2, la corriente de gas de combustion 26 del reactor de combustible 12 puede ser transmitida a un reactor de post-oxidacion 25, que puede ser un reactor de lecho fluido, lo que facilita una distribucion uniforme de la temperatura a traves del reactor de post-oxidacion 25 y/o la recuperacion de calor desde el reactor de post-oxidacion 25. El reactor de post-oxidacion 25 es suministrado adicionalmente con portadores de oxfgeno oxidados. La corriente de gas de combustion 26 puede primero ser transmitida a los primero 28 y segundo 32 separadores de solidos antes de la transmision al reactor de post- oxidacion 25 tal como se muestra en la Fig. 2, o el reactor de post-oxidacion puede estar configurado para recibir una corriente de gas de combustion 30 del separador 28 o directamente una corriente de gas de combustion 26 si la carga de solidos, especialmente los solidos no quemados, es suficientemente baja. Sin embargo, los solidos procedentes de la corriente de gas de combustion 26 deben ser separados antes de transmitir la corriente de gas de combustion 26 al reactor de post-oxidacion 25. El empleo de dos separadores proporciona un funcionamiento mejorado del sistema (p. ej., la recirculacion de carbono/separacion en un separador de carbono). Para el resto de esta descripcion, se asumira la configuracion representada en la Fig. 2, lo que resulta en la corriente de gas de combustion 34. Tal como se muestra en la Fig. 2, portadores de oxfgeno oxidados pueden ser transmitidos al reactor de post-oxidacion 25 de una parte 23 de los solidos separados por el tercer separador de solidos 20; sin embargo, esto representa solo una realizacion a modo de ejemplo de la presente descripcion, y son posibles otras configuraciones, incluyendo un reactor de aire separado para oxidar portadores de oxfgeno, especialmente partfculas CLOU, para el reactor de post-oxidacion 25.

Residuos no quemados contenidos en la corriente de gas de combustion 34 pueden oxidarse en el reactor de post- oxidacion 25 a traves de oxfgeno suministrado por los portadores de oxfgeno oxidados 23. La corriente de gas de combustion 27 del reactor de post-oxidacion 25 puede ser transmitida a un cuarto separador de solidos 29, que puede ser un separador de ciclon. El cuarto separador de solidos 29 separa portadores de oxfgeno de la corriente de gas de combustion 27, que puede ser transmitida 41 al reactor de aire 14 en donde los portadores de oxfgeno pueden ser re-oxidados. En una realizacion alternativa, los portadores de oxfgeno pueden ser transmitidos a un reactor de aire separado. Esto permite el uso de un portador de oxfgeno diferente de un portador de oxfgeno utilizado en el sistema CLC.

Despues de la separacion de portadores de oxfgeno en el cuarto separador de solidos 29, la corriente de gas de combustion 33 puede ser transmitida a la GPU 42. En una realizacion alternativa de la presente descripcion, una parte 35 de la corriente de gas de combustion 33 puede estar configurada para ser mezclada con la corriente de gas de combustion 34 antes de la inyeccion en el reactor de post-oxidacion 25. La parte de mezcladura 35 con la corriente de gas de combustion 34 puede utilizarse para controlar las temperaturas de la corriente de gas de combustion 27 para evitar la sinterizacion de portadores de oxfgeno, manteniendo las temperaturas tfpicamente por debajo de 1100°C. La parte 35 se puede enfriar primero a traves del intercambiador de calor 39 antes de la mezcladura con la corriente de gas de combustion 34, permitiendo un control mas preciso de las temperaturas. En

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una alternativa adicional, el reactor de post-oxidacion 25 puede enfriarse directamente a traves de intercambiador de calor 37 que puede ser utilizado para generar vapor de agua.

Con referencia ahora a la invencion mostrada en la Fig. 3, una parte 64 de la corriente de gas de combustion 34 puede ser oxidada en una camara de post-oxidacion 60, que puede ser catalftica o no catalftica. La camara de post- oxidacion 60 es suministrada por oxfgeno en la corriente de gas de combustion 33 del cuarto separador de solidos 29 despues de la eliminacion de los solidos contenidos en la corriente de gas de combustion 27 del reactor de oxidacion posterior 25. Las partfculas CLOU, tales como CuO/Cu2O, pueden ser utilizadas como portadores de oxfgeno. Una determinada fraccion de gas de combustion 34 es desviada hacia el reactor de oxidacion posterior 25. En el reactor de post-oxidacion 25, residuos no quemados reaccionan con O2 liberado por partfculas CLOU. Una ventaja de las partfculas CLOU es que proporcionan facilmente oxfgeno tal como se define por el equilibrio qmmico. La presion parcial de equilibrio del oxfgeno depende de la temperatura del reactor. Por lo tanto la concentracion de O2 de la corriente de gas de combustion 27 es directamente determinada por la temperatura del reactor de post- oxidacion 25. Esta corriente de gas de combustion 27 enriquecida en O2 esta libre de residuos no quemados, que fueron oxidados en el reactor de post-oxidacion 25. La corriente de gas de combustion 27 despues de la separacion de los solidos en el cuarto separador de solidos 29, es transmitida 33 entonces a la camara de post-oxidacion 60, que recibe adicionalmente la parte 64 de la corriente de gas de combustion 34 que rodeo al reactor de post- oxidacion 25. En la camara de post-oxidacion 60, O2 procedente del reactor de post-oxidacion 25 oxida los residuos no quemados. Despues de la oxidacion en la camara de post-oxidacion 60, la corriente de gas de combustion 62 puede ser transmitida a la GPU 42 para su posterior procesamiento, tal como se indica en la Fig. 2.

Mediante la transmision de una corriente de gas de combustion de un reactor de combustible de la tecnologfa de CLC a un reactor de post-oxidacion suministrado adicionalmente por portadores de oxfgeno en lugar de gas oxfgeno puro o enriquecido, la presente descripcion proporciona un metodo eficiente para la oxidacion de residuos no quemados. En un aspecto, la presente descripcion utiliza un reactor de aire de la CLC para proporcionar portadores de oxfgeno para la oxidacion de los residuos no quemados. En otro aspecto, la presente descripcion utiliza un reactor de aire separado para suministrar portadores de oxfgeno separados al reactor de post-combustion de modo que se pueden implementar dos ciclos de bucle portadores de oxfgeno separados. La corriente de gas de combustion del reactor de combustible del sistema de CLC es transmitida en parte al reactor de post-oxidacion (que contiene portadores de oxfgeno) y en parte a una camara de post-oxidacion, utilizando el oxfgeno liberado en el reactor de post-oxidacion para la oxidacion adicional de residuos no quemados. Si la camara de post-oxidacion es una camara catalftica, se puede lograr una oxidacion casi completa de residuos no quemados en ausencia de exceso de oxfgeno.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un metodo de oxidar residuos no quemados en un sistema de combustion con bucle qmmico, que comprende: inyectar un combustible (10) en un reactor de combustible (12) de un sistema de combustion con bucle qmmico; inyectar portadores de oxfgeno (22) oxidados en el reactor de combustible (12);

5 oxidar el combustible (10) con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno (22);

separar solidos (48, 56) de una corriente de gas de combustion (26) del reactor de combustible (12);

transmitir la corriente de gas de combustion (26) del reactor de combustible (12) que contiene residuos no quemados

a un reactor de post-oxidacion (25);

inyectar los portadores de oxfgeno (22) oxidados al reactor de post-oxidacion (25);

10 oxidar los residuos no quemados en el reactor de post-oxidacion (25) con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno (22);

separar los portadores de oxfgeno (22) de una corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion 25; transmitir los portadores de oxfgeno (22) reducidos a un reactor de aire (14);

oxidar los portadores de oxfgeno (22) reducidos en presencia de aire (16) inyectado en el reactor de aire (14);

15 separar los portadores de oxfgeno (22) oxidados de una corriente del gas de combustion (18) del reactor de aire (14);

transmitir al reactor de oxidacion posterior (25) y al reactor de combustible (12) los portadores de oxfgeno (22) oxidados, caracterizado por que:

los portadores de oxfgeno (22) son partfculas desacoplantes de oxfgeno de bucle qmmico;

20 transmitir una parte (64) de la corriente del gas de combustion (26) del reactor de combustible (12) a una camara de post-oxidacion (60);

transmitir la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25) primero a la camara de post- oxidacion (60);

en donde residuos no quemados presentes en la parte (64) de la corriente de gas de combustion (26) del reactor de 25 combustible (12) transmitidos a la camara de post-oxidacion (60) son oxidados por el oxfgeno presente en la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25).
2. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado, ademas, por transmitir la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25), despues de separar los portadores de oxfgeno (22) reducidos, a una unidad de procesamiento de gas (42).

30 3. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado, ademas, por transmitir una parte de la corriente de gas de

combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25), despues de separar los portadores de oxfgeno (22) reducidos, de nuevo al reactor de post-oxidacion (25).
4. El metodo de la reivindicacion 3, en el que la parte de la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post- oxidacion (25) se enfna antes de la recirculacion al reactor de post-oxidacion (25).

35 5. El metodo de la reivindicacion 1, caracterizado, ademas, por: enfriar directamente el reactor de post-oxidacion

(25).
6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que los portadores de oxfgeno (22) son oxidos de metales.
7. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la camara de post-oxidacion (60) es una camara catalftica.
8. Un aparato para la oxidacion de residuos no quemados, que comprende:

40 un reactor de combustible (12) que recibe portadores de oxfgeno (22) oxidados y combustible (10), en donde el combustible (10) se oxida con oxfgeno proporcionado por los portadores de oxfgeno (22);

un primer separador de solidos (28, 32) para separar solidos de una corriente de gas de combustion (26) del reactor de combustible (12);

un reactor de aire (14) que recibe portadores de oxfgeno (41) reducidos y aire (16), en donde los portadores de 45 oxfgeno (41) reducidos se oxidan para producir los portadores de oxfgeno (22) oxidados;

un segundo separador de solidos (20) para separar los portadores de oxfgeno (22) oxidados de la corriente de gas de combustion (18) del reactor de aire (14), en donde los portadores de oxfgeno (22) oxidados son proporcionados al reactor de combustible (12);

un reactor de post-oxidacion (25) que recibe la corriente de gas de combustion (26) del reactor de combustible (12) 50 que contiene residuos no quemados y portadores de oxfgeno (22) oxidados del segundo separador de solidos (20); y

un tercer separador de solidos (29) para separar los portadores de ox^geno (41) reducidos de una corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25); caracterizado por que comprende:

una camara de post-oxidacion (60) conectada a la corriente de gas de combustion (26) y al reactor de post-oxidacion (25) de manera que una parte de la corriente de gas de combustion (64) se transmite directamente a la camara de 5 post-oxidacion (60) y la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25) se transmite a la camara de post-oxidacion (60).
9. El aparato de la reivindicacion 8, en donde la camara de post-oxidacion (60) es catalttica.
10. El aparato de la reivindicacion 8, en donde el reactor de post-oxidacion (25) esta configurado de manera que una parte de la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25) se recicla de nuevo al reactor de

10 post-oxidacion (25), y en donde esta previsto un intercambiador de calor (39) para enfriar la parte de la corriente de gas de combustion (27) del reactor de post-oxidacion (25) antes de la recirculacion al reactor de post-oxidacion (25).
11. El aparato de la reivindicacion 8, caracterizado, ademas, por un intercambiador de calor (37) que enfna directamente el reactor de post-oxidacion (25).
12. El aparato de la reivindicacion 8, en donde los portadores de oxfgeno (22) son oxidos de metales.

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