JP5849669B2 - Chemical loop combustion system - Google Patents

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Description

本発明は、ケミカルループ燃焼システムに関するものである。   The present invention relates to a chemical loop combustion system.

近年、金属粒子を酸素キャリヤとして用いて酸化・還元反応を行うことにより、純酸素を使用することなく高い濃度のＣＯ２（二酸化炭素）を回収することができるケミカルループ燃焼方式が注目されている。 In recent years, a chemical loop combustion system that can recover high concentration of CO 2 (carbon dioxide) without using pure oxygen by performing oxidation / reduction reactions using metal particles as an oxygen carrier has attracted attention. .

酸素燃焼方式を用いれば、高い濃度のＣＯ２を回収できることが知られているが、酸素燃焼方式の場合には、高価な酸素分離装置を備える必要があるため経済的な負担が大きいという問題がある。 It is known that high concentration of CO 2 can be recovered by using the oxyfuel combustion method. However, in the case of the oxyfuel combustion method, it is necessary to provide an expensive oxygen separation device, so that there is a problem that the economic burden is large. is there.

これに対し、前記ケミカルループ燃焼方式によれば、空気燃焼を用いてＣＯ２の濃度を有効に高めて回収することができるため、ＣＯ２の回収・貯留（CCS：Carbon Dioxide Capture and Storage）に有効な手法として種々の研究が進められている（例えば、特許文献１、２等参照）。 On the other hand, according to the chemical loop combustion method, since CO 2 concentration can be effectively increased and recovered using air combustion, CO 2 capture and storage (CCS: Carbon Dioxide Capture and Storage) Various studies are being conducted as effective methods (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献１では、酸化反応器と還元反応器の間を移送系装置を用いて酸素キャリヤとしての金属粒子を移送するようにしており、又、特許文献２では、反応器（Reactor）と再生器（Regenerator）を有し、流動層方式によって反応器と再生器の間に酸素キャリヤとしての金属粒子を循環移送するようにしている。   In Patent Document 1, metal particles as an oxygen carrier are transferred between an oxidation reactor and a reduction reactor using a transfer system, and in Patent Document 2, a reactor and a regenerator are used. (Regenerator), and metal particles as an oxygen carrier are circulated and transferred between the reactor and the regenerator by a fluidized bed system.

特開２０１１−１７９７７３号公報JP 2011-179773 A 米国特許第６５７２７６１号明細書US Pat. No. 6,572,761

しかし、特許文献１においては、酸化反応器及び還元反応器間に移送系装置を用いて金属粒子を移送しているために、金属粒子の移送作業に多大な動力が必要になると共に、作業が非能率的であるという問題がある。   However, in Patent Document 1, since the metal particles are transferred between the oxidation reactor and the reduction reactor using a transfer system device, a large amount of power is required for the transfer work of the metal particles, and the work is not performed. There is a problem of being inefficient.

又、特許文献２においては、反応器と再生器との間を流動層方式によって金属粒子を循環移送する構成であるため、反応器及び再生器の内部や循環流路が適切な対応策をとらない場合は金属粒子によって摩耗する問題があり、このために、比較的短期間でのメンテナンスが必要であり、又、金属粒子は粉化によりロスが生じるために常に補給する必要がある。更に、金属粒子を安定的に循環させるためには、流動層の速度などを適切に制御する必要がある。   In Patent Document 2, since the metal particles are circulated and transferred between the reactor and the regenerator by a fluidized bed system, appropriate measures are taken in the reactor and the regenerator and in the circulation flow path. If not, there is a problem of wear due to metal particles, which requires maintenance in a relatively short period of time, and metal particles need to be constantly replenished because loss occurs due to powdering. Furthermore, in order to circulate the metal particles stably, it is necessary to appropriately control the velocity of the fluidized bed.

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、移送系装置による金属粒子の輸送や流動層による金属粒子の移送を省略することができるケミカルループ燃焼システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a chemical loop combustion system capable of omitting the transport of metal particles by a transfer system device and the transport of metal particles by a fluidized bed, in view of the above-described conventional problems. is there.

本発明は、酸素と反応することで酸化物を形成し、酸素がなく原料ガスが存在する場においては酸化物を還元して酸素を放出しＣＯ２主体ガスを生成させる酸素キャリヤを用いたケミカルループ燃焼システムであって、
筒形を有して軸線方向にガスが流通する流通口を備えた充填材と、空気と原料ガスを区画して前記充填材の流通口に流通させる空気流路及び原料ガス流路を形成するための仕切壁とを備え、
前記充填材と前記仕切壁の一方を前記充填材の軸中心を中心に回転可能に支持し、且つ、前記充填材に酸素キャリヤを担持し、
前記仕切壁は、空気流路と原料ガス流路の流路断面積を変更できるよう可変に構成したことを特徴とするケミカルループ燃焼システム、に係るものである。 The present invention is a chemical using an oxygen carrier that reacts with oxygen to form an oxide, and in the presence of a source gas without oxygen, the oxide is reduced to release oxygen and generate a CO 2 main gas. A loop combustion system,
A filler having a circulation port having a cylindrical shape through which gas flows in the axial direction, an air flow path and a raw material gas flow path for partitioning air and the raw material gas and flowing to the flow hole of the filler are formed. A partition wall for
One of the filler and the partition wall is supported rotatably about the axial center of the filler, and an oxygen carrier is carried on the filler.
The partition wall relates to a chemical loop combustion system characterized in that the partition wall is variably configured so that the cross-sectional areas of the air flow path and the raw material gas flow path can be changed .

又、上記ケミカルループ燃焼システムにおいて、前記酸素キャリヤは、金属とすることができる。   In the chemical loop combustion system, the oxygen carrier may be a metal.

又、上記ケミカルループ燃焼システムにおいて、前記仕切壁は回転が固定され、前記充填材が回転してもよい。   In the above chemical loop combustion system, the partition wall may be fixed in rotation, and the filler may rotate.

又、上記ケミカルループ燃焼システムにおいて、前記充填材は回転が固定され、前記仕切壁が回転してもよい。   In the chemical loop combustion system, rotation of the filler may be fixed, and the partition wall may rotate.

本発明によれば、従来のような金属粒子の輸送を行うことなしに、酸素キャリヤによる酸化反応と還元反応を連続して効果的に行えるという優れた効果を奏し得る。   According to the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that an oxidation reaction and a reduction reaction by an oxygen carrier can be performed effectively and continuously without transporting metal particles as in the prior art.

（ａ）は本発明のケミカルループ燃焼システムの基本的構成の一例を示す概略側面図、（ｂ）は（ａ）の充填材に酸素キャリヤを担持させた状態を示す断面図である。(A) is a schematic side view which shows an example of the fundamental structure of the chemical loop combustion system of this invention, (b) is sectional drawing which shows the state which carry | supported the oxygen carrier on the filler of (a). 本発明のケミカルループ燃焼システムの具体例を示す第１の実施例の斜視図である。It is a perspective view of the 1st example which shows the example of the chemical loop combustion system of the present invention. （ａ）は図２のシステムにおいて空気流路と原料ガス流路の流路断面積を変更するようにした本発明の第２の実施例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）とは異なる本発明の第３の実施例を示す平面図である。2A is a plan view showing a second embodiment of the present invention in which the cross-sectional areas of the air flow path and the raw material gas flow path are changed in the system of FIG. 2, and FIG. It is a top view which shows the 3rd Example of different this invention. （ａ）は本発明のケミカルループ燃焼システムの具体例を示す第４の実施例の側面図、（ｂ）は（ａ）をＩＶＢ−ＩＶＢ方向から見た平面図である。(A) is the side view of the 4th Example which shows the specific example of the chemical loop combustion system of this invention, (b) is the top view which looked at (a) from IVB-IVB direction.

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（ａ）は本発明のケミカルループ燃焼システムの基本的構成の一例を示すもので、図中、１は、筒形を有してその軸中心Ｏを中心に回転する充填材２を内蔵した反応器であり、前記充填材２には軸線方向にガスが流通できる升目或いはハニカム等からなる多数の流通口３が形成されている。そして、前記充填材２には酸素キャリヤを担持している。   FIG. 1 (a) shows an example of the basic configuration of the chemical loop combustion system of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylinder having a filler 2 that rotates about its axis O. The filler 2 is formed with a number of flow ports 3 made of meshes or honeycombs through which gas can flow in the axial direction. The filler 2 carries an oxygen carrier.

酸素キャリヤとしては、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等、若しくはこれらの混合物からなる金属を用いることができ、図１（ｂ）に示す如く、前記充填材２における流通口３の壁面に、前記金属による金属粒子４（Ｍｅ）を焼付け等の手法によって一体に固定している。ここで、酸素キャリヤとは、還元（燃料と反応して酸素が減少する作用）と酸化（空気と反応して酸素が増加する作用）を繰り返すことによって酸素を運ぶ働きを示すものを言う。   As the oxygen carrier, a metal made of Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, or the like, or a mixture thereof can be used. As shown in FIG. The metal particles 4 (Me) made of the metal are integrally fixed to the wall surface of the circulation port 3 in FIG. Here, the oxygen carrier refers to an element that carries oxygen by repeating reduction (an action that reduces oxygen by reacting with fuel) and oxidation (an action that increases oxygen by reacting with air).

前記充填材２の外周を包囲する外壁５の内部における前記充填材２のガス流動方向前後（図１（ａ）では上下）には、酸化ガスとしての空気６を流通口３に流通させる空気流路７と、還元ガスとしての原料ガス８（炭化水素（ＣｍＨｎ）等）を流通口３に流通させる原料ガス流路９とを左右に区画して形成するための仕切壁１０を設けている。図１（ａ）中、Ａは充填材２の酸化域、Ｂは充填材２の還元域、１２，１４はボイラ等の熱交換器である。 An air flow that circulates air 6 as an oxidizing gas through the flow port 3 before and after the gas flow direction of the filler 2 in the outer wall 5 surrounding the outer periphery of the filler 2 (up and down in FIG. 1A). A partition wall 10 is provided for partitioning and forming a path 7 and a source gas flow path 9 through which a source gas 8 (hydrocarbon (C m H n ) or the like) as a reducing gas flows into the flow port 3. ing. In FIG. 1A, A is an oxidation region of the filler 2, B is a reduction region of the filler 2, and 12, 14 are heat exchangers such as a boiler.

次に、図１に示す本発明の基本構成における作動を説明する。   Next, the operation in the basic configuration of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

前記空気流路７から充填材２の酸化域Ａに空気６が供給されると、還元域Ｂで還元されて移動してきた金属粒子４（Ｍｅ）と空気６との酸化反応（２Ｍｅ＋Ｏ２→２ＭｅＯ）により、窒素（Ｎ）と酸素（Ｏ２）の燃焼排ガス１１が排出される。この時、高温の燃焼排ガス１１と熱交換するボイラ等の熱交換器１２によって排熱を回収することができる。 When air 6 is supplied from the air flow path 7 to the oxidation zone A of the filler 2, the oxidation reaction (2Me + O 2 → 2MeO) between the metal particles 4 (Me) that have been reduced and moved in the reduction zone B and the air 6 occurs. ), The combustion exhaust gas 11 of nitrogen (N) and oxygen (O 2 ) is discharged. At this time, the exhaust heat can be recovered by the heat exchanger 12 such as a boiler that exchanges heat with the high-temperature combustion exhaust gas 11.

又、前記原料ガス流路９から充填材２の還元域Ｂに原料ガス８が供給されると、酸化域Ａで酸化されて移動してきた金属粒子（ＭｅＯ）と原料ガス８の炭化水素（ＣｍＨｎ）により酸素（Ｏ２）を放出する還元反応（ＣｍＨｎ＋ＭｅＯ→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｍｅ）が行われて、ＣＯ２主体ガス１３が生成される。このＣＯ２主体ガス１３は、二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度が９５％以上の高濃度ＣＯ２ガスとして取り出される。この時、高温のＣＯ２主体ガス１３と熱交換するボイラ等の熱交換器１４によって排熱を回収することができる。 When the source gas 8 is supplied from the source gas channel 9 to the reduction zone B of the filler 2, the metal particles (MeO) that have been oxidized and moved in the oxidation zone A and the hydrocarbons (C m H n) by oxygen (O 2) reduction to release (C m H n + MeO → CO 2 + H 2 O + Me) is performed to, CO 2 prevailing gas 13 is generated. The CO 2 main gas 13 is taken out as a high concentration CO 2 gas having a carbon dioxide (CO 2 ) concentration of 95% or more. At this time, exhaust heat can be recovered by a heat exchanger 14 such as a boiler that exchanges heat with the high-temperature CO 2 main gas 13.

上記したように、空気６が存在する場である酸化域Ａにおいては還元した金属粒子（Ｍｅ）は酸素（Ｏ２）と反応して金属酸化物（２ＭｅＯ）となり、又、酸素がなく炭化水素（ＣｍＨｎ）が存在する場である還元域Ｂにおいては金属酸化物（２ＭｅＯ）は酸素（Ｏ２）を放出し還元された金属粒子（Ｍｅ）となってＣＯ２主体ガス１３を導出するようになるので、前記充填材２を回転させることにより、酸化域Ａでの酸化反応と還元域Ｂでの還元反応が連続して行われ、空気６を用いた燃焼によってＣＯ２主体ガス１３を効果的に生成することができる。 As described above, in the oxidation zone A where the air 6 is present, the reduced metal particles (Me) react with oxygen (O 2 ) to become metal oxide (2MeO), and there are no oxygen and hydrocarbons. In the reduction zone B, where (C m H n ) is present, the metal oxide (2MeO) releases oxygen (O 2 ) and becomes reduced metal particles (Me), leading to the CO 2 main gas 13. Therefore, by rotating the filler 2, the oxidation reaction in the oxidation zone A and the reduction reaction in the reduction zone B are continuously performed, and the CO 2 main gas 13 is generated by combustion using the air 6. Can be generated effectively.

従って、本発明によれば、従来のように、酸化反応器及び還元反応器間に金属粒子を移送するための作業を省略することができ、又、反応器と再生器との間に金属粒子を流動層方式によって循環移送させる際の摩耗の問題、金属粒子の粉化の問題及び金属粒子を循環するために必要な難しい制御の問題を解消することができる。   Therefore, according to the present invention, the work for transferring the metal particles between the oxidation reactor and the reduction reactor as in the prior art can be omitted, and the metal particles are interposed between the reactor and the regenerator. It is possible to eliminate the problem of wear when circulating and circulating the fluid by the fluidized bed system, the problem of powdering of the metal particles, and the difficult control problem necessary for circulating the metal particles.

図２は本発明のケミカルループ燃焼システムの具体例を示す第１の実施例の斜視図であり、図２の反応器１は、円筒状の外壁５の内部に、筒形を有する所要長さの充填材２が回転軸１５により回転可能に支持されている。図２では充填材２を回転軸１５により吊り下げて支持した場合を示しているが、下部に備えた回転軸１５によって充填材２を支持するようにしてもよい。図２の充填材２は升目状の流通口３を有する場合を示している。   FIG. 2 is a perspective view of a first embodiment showing a specific example of the chemical loop combustion system of the present invention. The reactor 1 of FIG. 2 has a required length having a cylindrical shape inside a cylindrical outer wall 5. The filler 2 is rotatably supported by the rotating shaft 15. Although FIG. 2 shows a case where the filler 2 is supported by being suspended by the rotary shaft 15, the filler 2 may be supported by the rotary shaft 15 provided at the lower portion. The filler 2 in FIG. 2 shows a case having a grid-like flow port 3.

前記外壁５内部における前記充填材２の上下位置には、外壁５内部を左右に区画する仕切壁１０が設けてあり、前記回転軸１５部分に設けられる上部の仕切壁１０には回転軸１５の外部に嵌合した嵌合部１６が形成されている。   A partition wall 10 that divides the inside of the outer wall 5 into right and left is provided at the upper and lower positions of the filler 2 inside the outer wall 5, and the upper partition wall 10 provided in the rotating shaft 15 portion has a rotating shaft 15. A fitting portion 16 fitted outside is formed.

前記仕切壁１０の右側部には、上部の空気供給口１７と下部の排気ガス流出口１８に連通した空気流路７が形成されており、又、前記仕切壁１０の左側部には、下部の原料ガス供給口１９と上部のＣＯ２主体ガス流出口２０に連通した原料ガス流路９が形成されている。 An air flow path 7 communicating with an upper air supply port 17 and a lower exhaust gas outlet 18 is formed on the right side of the partition wall 10, and a lower portion is formed on the left side of the partition wall 10. A raw material gas flow passage 9 is formed which communicates with the raw material gas supply port 19 and the upper CO 2 main gas outlet 20.

図２の実施例では、回転軸１５によって充填材２を回転することにより、仕切壁１０で区画された充填材２の酸化域Ａと還元域Ｂが順次変化して、空気流路７における酸化反応と原料ガス流路９における還元反応が連続して行われる。   In the embodiment of FIG. 2, when the filler 2 is rotated by the rotating shaft 15, the oxidation zone A and the reduction zone B of the filler 2 partitioned by the partition wall 10 are sequentially changed to oxidize in the air flow path 7. The reaction and the reduction reaction in the raw material gas channel 9 are continuously performed.

図３（ａ）は図２のシステムにおいて空気流路７と原料ガス流路９の流路断面積を変更するようにした本発明の第２の実施例を示す平面図であり、図２に示したように、充填材２の上下に設けられる仕切壁１０を、半径方向一側（図３（ａ）では下側）の壁部は夫々外壁５に固定した固定壁１０ａとし、又、半径方向他側（図３（ａ）では上側）の壁部は嵌合部１６に継手２１を介して回動可能に取り付けた可動壁１０ｂとしている。そして、上下の可動壁１０ｂを継手２１を中心に同時に矢印方向Ｘへ回動させることで、前記空気流路７と原料ガス流路９の流路断面積を変更できるようにしている。図中２２は前記可動壁１０ｂに固定したレバーであり、該レバー２２は外壁５を貫通して外部に延長され且つ外壁５に設けた開口２３に沿って周方向に回動できるようになっており、２４は前記レバー２２が移動する範囲に設けた開口２３をシールするためのシール板である。   FIG. 3A is a plan view showing a second embodiment of the present invention in which the cross-sectional areas of the air flow path 7 and the source gas flow path 9 are changed in the system of FIG. As shown, the partition walls 10 provided above and below the filler 2 are fixed walls 10a fixed to the outer wall 5 on the one side in the radial direction (the lower side in FIG. 3 (a)). A wall portion on the other side in the direction (upper side in FIG. 3A) is a movable wall 10b that is rotatably attached to the fitting portion 16 via a joint 21. The upper and lower movable walls 10b are simultaneously rotated about the joint 21 in the arrow direction X so that the cross-sectional areas of the air flow path 7 and the source gas flow path 9 can be changed. In the figure, reference numeral 22 denotes a lever fixed to the movable wall 10b. The lever 22 extends outside through the outer wall 5 and can rotate in the circumferential direction along an opening 23 provided in the outer wall 5. 24 is a sealing plate for sealing the opening 23 provided in the range in which the lever 22 moves.

図３（ａ）の実施例によれば、レバー２２によって上下の可動壁１０ｂを矢印方向Ｘへ同時に回動させることにより、前記空気流路７と原料ガス流路９の流路断面積を容易に変更することができる。   According to the embodiment of FIG. 3A, the upper and lower movable walls 10b are simultaneously rotated in the arrow direction X by the lever 22 to facilitate the cross-sectional area of the air flow path 7 and the source gas flow path 9. Can be changed.

図３（ｂ）は図３（ａ）とは異なる本発明の第３の実施例を示す平面図であり、図３（ｂ）では、前記充填材２の上下に該充填材２よりも大きな矩形の空間を有する矩形室２５が形成してあり、前記充填材２の上下の端部に位置する外壁５と前記矩形室２５の内側とに間に生じる隙間を閉塞板２６によって閉塞している。そして、上下の前記矩形室２５の内部に、該矩形室２５の内部を左右に区画する仕切壁２７を設けることにより空気流路７と原料ガス流路９を形成している。この時、前記仕切壁２７における前記回転軸１５の部分には、前記回転軸１５を避ける湾曲部２８が形成されている。そして、上下に設けた前記仕切壁２７は図示しない任意の駆動手段によって左右方向Ｙへ同時に移動できるようにしている。   FIG. 3B is a plan view showing a third embodiment of the present invention, which is different from FIG. 3A. In FIG. 3B, the filler 2 is larger than the filler 2 above and below the filler 2. A rectangular chamber 25 having a rectangular space is formed, and a gap generated between the outer wall 5 located at the upper and lower ends of the filler 2 and the inside of the rectangular chamber 25 is closed by a closing plate 26. . And the air flow path 7 and the source gas flow path 9 are formed by providing the partition wall 27 which divides the inside of this rectangular chamber 25 into right and left inside the said rectangular chamber 25 of the upper and lower sides. At this time, a curved portion 28 that avoids the rotating shaft 15 is formed in the portion of the rotating shaft 15 in the partition wall 27. The partition walls 27 provided above and below can be simultaneously moved in the left-right direction Y by an arbitrary driving means (not shown).

図３（ｂ）の実施例によれば、上下の仕切壁２７を左右方向Ｙへ同時に移動させることにより、前記空気流路７と原料ガス流路９の流路断面積を容易に変更することができる。   According to the embodiment of FIG. 3B, the flow path cross-sectional areas of the air flow path 7 and the source gas flow path 9 can be easily changed by simultaneously moving the upper and lower partition walls 27 in the left-right direction Y. Can do.

ケミカルループ燃焼システムにおいては、酸化反応の反応時間に対して還元反応の反応時間が長いことが知られているので、図３（ａ）、図３（ｂ）に示した構成によって、前記原料ガス流路９に対して空気流路７の流路断面積が大きくなるように変更すると、酸化反応と還元反応の両方が充填材２の内部で同程度に進行或いは完了するように調節することができる。   In the chemical loop combustion system, since it is known that the reaction time of the reduction reaction is longer than the reaction time of the oxidation reaction, the raw material gas has the structure shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). When the flow passage cross-sectional area of the air flow passage 7 is changed with respect to the flow passage 9, both the oxidation reaction and the reduction reaction can be adjusted so as to proceed or be completed to the same extent inside the filler 2. it can.

図４は本発明のケミカルループ燃焼システムの第４の実施例を示すもので、この実施例では、固定された充填材２の上下に、図４（ｂ）に示すように、軸中心Ｏから左右に所要の角度で広がる２枚の半径方向仕切壁２９ａ，２９ｂと外周壁３０とによって左右対称に形成された入口フード３１と出口フード３２が軸３３により連結され図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。そして、前記入口フード３１には回転継手３４を介して空気供給口１７が接続され、出口フード３２には回転継手３４を介して排気ガス流出口１８が接続されて空気流路７を形成している。そして、前記入口フード３１及び出口フード３２による空気流路７の外部は原料ガス流路９となっていて、該原料ガス流路９には下部の原料ガス供給口１９と上部のＣＯ２主体ガス流出口２０が接続されている。図４（ｂ）の充填材２は放射状に区画された流通口３を有する場合を示している。 FIG. 4 shows a fourth embodiment of the chemical loop combustion system according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. An inlet hood 31 and an outlet hood 32 that are formed symmetrically by two radial partition walls 29a and 29b and an outer peripheral wall 30 that are spread at a required angle to the left and right are connected by a shaft 33 and are rotationally driven by a driving device (not shown). It has become so. An air supply port 17 is connected to the inlet hood 31 via a rotary joint 34, and an exhaust gas outlet 18 is connected to the outlet hood 32 via a rotary joint 34. Yes. The outside of the air flow path 7 formed by the inlet hood 31 and the outlet hood 32 is a raw material gas flow path 9. The raw material gas flow path 9 has a lower raw material gas supply port 19 and an upper CO 2 main gas. An outlet 20 is connected. The filler 2 of FIG.4 (b) has shown the case where it has the distribution port 3 divided radially.

図４の実施例では、入口フード３１と出口フード３２を回転させて半径方向仕切壁２９ａ，２９ｂの位置を変化させることにより、酸化域Ａでの酸化反応と還元域Ｂでの還元反応が連続して行われ、空気６を用いた燃焼によってＣＯ２主体ガス１３を効果的に生成することができる。 In the embodiment of FIG. 4, the oxidation reaction in the oxidation zone A and the reduction reaction in the reduction zone B are continued by rotating the inlet hood 31 and the outlet hood 32 to change the positions of the radial partition walls 29a and 29b. Thus, the CO 2 main gas 13 can be effectively generated by the combustion using the air 6.

図４の実施例においても、図４（ｂ）の半径方向仕切壁２９ａ，２９ｂの挟み角αを変更可能な構成とすることにより、空気流路７と原料ガス流路９の流路断面積を変えることができる。   Also in the embodiment of FIG. 4, the cross-sectional area of the air flow path 7 and the raw material gas flow path 9 can be changed by changing the sandwiching angle α of the radial partition walls 29 a and 29 b of FIG. Can be changed.

上記実施例においては、空気６と原料ガス８を対向流とした場合について例示したが、空気６と原料ガス８が同一方向へ流動する平行流としてもよい。   In the said Example, although illustrated about the case where the air 6 and the raw material gas 8 are made into a counterflow, it is good also as a parallel flow in which the air 6 and the raw material gas 8 flow to the same direction.

尚、本発明のケミカルループ燃焼システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The chemical loop combustion system of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

２ 充填材
３ 流通口
４ 金属粒子（酸素キャリヤ）
６ 空気
７ 空気流路（酸化域Ａ）
８ 原料ガス
９ 原料ガス流路（還元域Ｂ）
１０ 仕切壁
１０ｂ 可動壁
１３ ＣＯ２主体ガス
２７ 仕切壁
２９ａ，２９ｂ 半径方向仕切壁（仕切壁）
Ｏ 軸中心 2 Filler 3 Distribution port 4 Metal particles (oxygen carrier)
6 Air 7 Air flow path (oxidation zone A)
8 Source gas 9 Source gas flow path (reduction zone B)
10 partition wall 10b movable wall 13 CO 2 prevailing gas 27 partition walls 29a, 29b radially partition wall (partition wall)
O axis center

Claims (4)

酸素と反応することで酸化物を形成し、酸素がなく原料ガスが存在する場においては酸化物を還元して酸素を放出しＣＯ２主体ガスを生成させる酸素キャリヤを用いたケミカルループ燃焼システムであって、
筒形を有して軸線方向にガスが流通する流通口を備えた充填材と、空気と原料ガスを区画して前記充填材の流通口に流通させる空気流路及び原料ガス流路を形成するための仕切壁とを備え、
前記充填材と前記仕切壁の一方を前記充填材の軸中心を中心に回転可能に支持し、且つ、前記充填材に酸素キャリヤを担持し、
前記仕切壁は、空気流路と原料ガス流路の流路断面積を変更できるよう可変に構成したことを特徴とするケミカルループ燃焼システム。 In a chemical loop combustion system using an oxygen carrier that forms an oxide by reacting with oxygen, and in the presence of source gas without oxygen, the oxide is reduced to release oxygen and generate a CO 2 main gas. There,
A filler having a circulation port having a cylindrical shape through which gas flows in the axial direction, an air flow path and a raw material gas flow path for partitioning air and the raw material gas and flowing to the flow hole of the filler are formed. A partition wall for
One of the filler and the partition wall is supported rotatably about the axial center of the filler, and an oxygen carrier is carried on the filler.
2. The chemical loop combustion system according to claim 1, wherein the partition wall is variably configured so as to change a cross-sectional area of the air flow path and the source gas flow path . 前記酸素キャリヤは、金属であることを特徴とする請求項１に記載のケミカルループ燃焼システム。 The chemical loop combustion system of claim 1 , wherein the oxygen carrier is a metal. 前記仕切壁は回転が固定され、前記充填材が回転することを特徴とする請求項１又は２に記載のケミカルループ燃焼システム。 The chemical loop combustion system according to claim 1 or 2 , wherein rotation of the partition wall is fixed and the filler is rotated. 前記充填材は回転が固定され、前記仕切壁が回転することを特徴とする請求項１又は２に記載のケミカルループ燃焼システム。 The chemical loop combustion system according to claim 1 or 2 , wherein rotation of the filler is fixed and the partition wall rotates.
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