本發(fā)明涉及用燃?xì)馊紵娦越饘俚暮辖鸬姆椒?，其中所述正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅以及它們的混合物，其中所述正電性金屬的合金包括至少兩種正電性金屬，其中用燃?xì)馊紵稣娦越饘俚暮辖?，并且涉及用于?shí)施該方法的設(shè)備。

化石燃料每年提供數(shù)萬(wàn)太瓦小時(shí)的電能、熱能和機(jī)械能。然而，燃燒的最終產(chǎn)物二氧化碳(co2)正日益成為環(huán)境和氣候問(wèn)題。

多年來(lái)，已經(jīng)提出了許多利用在金屬鋰的氧化過(guò)程中產(chǎn)生的熱工作的能量產(chǎn)生單元(例如美國(guó)專利3328957)。在這樣的系統(tǒng)中，水和鋰彼此反應(yīng)生成氫氧化鋰、氫氣和蒸汽。在該系統(tǒng)的其它位置，由鋰和水之間的反應(yīng)生成的氫氣與氧氣結(jié)合形成另外的蒸汽。然后，該蒸汽用于驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)等，由此獲得能量產(chǎn)生源。鋰另外還可以用于獲得基礎(chǔ)材料。例如，與氮?dú)夥磻?yīng)成氮化鋰，隨后水解成氨，或與二氧化碳反應(yīng)成氧化鋰和一氧化碳。鋰的所述反應(yīng)的固態(tài)最終產(chǎn)物分別(任選地在水解之后，如在氮化物的情況下)是氧化物或碳酸鹽，然后可以通過(guò)電解將所述氧化物或碳酸鹽再次還原成鋰金屬。這建立了一種循環(huán)，在該循環(huán)中可以借助風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電或其它可再生能源來(lái)產(chǎn)生、存儲(chǔ)過(guò)剩的電力并且將其在需要時(shí)再轉(zhuǎn)換回電力，或者可以獲得化學(xué)基礎(chǔ)材料。

在de102008031437a1和de102010041033a1中示出了如何用正電性金屬形成完整的能量循環(huán)。作為實(shí)例，鋰在此具體地用作能量載體和儲(chǔ)能器兩者，其中還可以使用其它正電性金屬例如鈉、鉀或鎂、鈣、鋇或鋁和鋅。

由于在燃燒鋰時(shí)視溫度和燃?xì)舛僧a(chǎn)生固態(tài)或液態(tài)殘余物，所以對(duì)此要特別注意。此外，視用于在不同氣氛中并在壓力下燃燒鋰金屬(例如液體形式)的爐的構(gòu)造和操作而定，可產(chǎn)生廢氣和固體/液體作為燃燒產(chǎn)物。這些固體和液體必須從廢氣中盡可能完全地分離。

在此，從廢氣流基本上完全分離液態(tài)和固態(tài)燃燒殘余物是重要的，以便在下游裝置中不產(chǎn)生任何表面沉積物或阻塞物。特別地非常需要將廢氣流直接引導(dǎo)至燃?xì)廨啓C(jī)，在那里則必須確保所有顆粒已經(jīng)從廢氣流完全去除。這些顆粒對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的葉片造成長(zhǎng)期損害，并導(dǎo)致設(shè)備故障。

此外，de102014203039.0描述了使用堿金屬作為儲(chǔ)能器及其在發(fā)電廠運(yùn)行中的利用，以及de102014203039.0描述了一種裝置(旋風(fēng)燃燒器)，其用于在含co2或n2的氣氛中燃燒鋰并通過(guò)旋風(fēng)分離器同時(shí)分離固態(tài)和氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。

這種情況下的問(wèn)題在于在正電性金屬的燃燒過(guò)程中的高溫和反應(yīng)的放熱，這導(dǎo)致對(duì)燃燒裝置和對(duì)反應(yīng)的控制的的高要求。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種方法和一種設(shè)備，其中可以在低溫下實(shí)施正電性金屬的燃燒。本發(fā)明的另一目的在于提供一種方法，其中可在避免過(guò)度冷卻以保護(hù)設(shè)備并因此減少熱損失的情況下進(jìn)行正電性金屬的有效燃燒。本發(fā)明的目的還在于提供一種方法，其中可以簡(jiǎn)單且在能量上改進(jìn)的方式獲得正電性金屬的燃燒的起始材料。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，其中可以降低活化燃燒反應(yīng)所需的能量。此外，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種方法，其中可將所述燃燒的燃燒產(chǎn)物在盡可能低的溫度下以液體形式排出，因?yàn)檫@些燃燒產(chǎn)物保持液態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)，燃燒時(shí)的溫度就越低，這也保護(hù)了該設(shè)備。

現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用正電性金屬的合金能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒過(guò)程中的反應(yīng)溫度的降低，能夠更好地控制放熱燃燒反應(yīng)并且可更有效地控制該設(shè)備，其中所述正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅以及它們的混合物，并且其中所述正電性金屬的合金包括至少兩種正電性金屬。此外，通過(guò)使用旋風(fēng)(旋風(fēng)分離器)和以液體形式排出熔鹽可以以簡(jiǎn)單且有效的方式實(shí)現(xiàn)從鹽混合物(例如在co2中燃燒時(shí)的碳酸鹽)中分離在所述反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體(例如在co2中燃燒時(shí)產(chǎn)生的co)。另外，所述合金通?？梢员燃兊恼娦越饘俑菀椎姆绞絹?lái)提供，因?yàn)槎喾N正電性金屬的鹽混合物的電解還可以比僅一種正電性金屬的鹽的電解更簡(jiǎn)單且更少耗能地運(yùn)行，。

因此，本發(fā)明涉及用于在不同的反應(yīng)氣體氣氛如二氧化碳、氮?dú)?、水蒸汽、氧氣、空氣等中，任選地在壓力下燃燒包括堿金屬和/或堿土金屬、鋁和/或鋅的合金的方法和設(shè)備。

一方面，本發(fā)明涉及用燃?xì)馊紵娦越饘俚暮辖鸬姆椒?，其中正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅及其混合物，其中所述正電性金屬的合金包括至少兩種正電性金屬，其中用燃?xì)馊紵稣娦越饘俚暮辖稹?/p>

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及用于燃燒正電性金屬的合金的設(shè)備，其中正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅及其混合物，并且所述正電性金屬的合金包括至少兩種正電性金屬，該設(shè)備包括：

-多孔燃燒器或用于霧化所述正電性金屬的合金的單元，

-用于正電性金屬的合金(優(yōu)選液體形式的正電性金屬的合金)的進(jìn)料裝置，其通向多孔燃燒器內(nèi)部或通向用于霧化合金的單元，其被設(shè)計(jì)用于向所述多孔燃燒器或所述用于霧化合金的單元進(jìn)料正電性金屬的合金、優(yōu)選地液體形式的正電性金屬的合金，

-用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置，其被設(shè)計(jì)用于進(jìn)料燃?xì)猓?/p>

-任選地，用于提供液體形式的正電性金屬的合金的加熱裝置，其被設(shè)計(jì)用于使正電性金屬的合金液化。

本發(fā)明的其它方面可從從屬權(quán)利要求和發(fā)明詳述以及附圖中得出。

附圖旨在說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式并且進(jìn)一步理解本發(fā)明。與發(fā)明詳述結(jié)合，它們用于闡明本發(fā)明的構(gòu)思和原理。參照附圖得到其它實(shí)施方式和所提及的許多優(yōu)點(diǎn)。

附圖的要素不一定相對(duì)于彼此按比例示出。除非另有說(shuō)明，相同的、具有相同功能和相同效果的要素、特征和部件在附圖中分別用同樣的附圖標(biāo)記。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例性布置。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一示例性布置的細(xì)節(jié)圖。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一示例性布置的另一細(xì)節(jié)圖。

圖4示意性地表示在載氣的進(jìn)料裝置通向反應(yīng)器的區(qū)域中剖切穿過(guò)示例性的本發(fā)明設(shè)備的示例性橫截面。

圖5示意性地示出了本發(fā)明的設(shè)備的另一可能布置。

圖6示意性地表示本發(fā)明的設(shè)備的又一可能布置。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的正電性金屬的合金和二氧化碳示例性地反應(yīng)成碳酸鹽的示意圖，該反應(yīng)可按照本發(fā)明的方法實(shí)施。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的正電性金屬的合金和氮?dú)馐纠苑磻?yīng)成氮化物和其它次級(jí)產(chǎn)物的示意圖，該反應(yīng)可根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施。

在第一方面中，本發(fā)明涉及用燃?xì)馊紵娦越饘俚暮辖鸬姆椒?，其中所述正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅以及它們的混合物，其中所述正電性金屬的合金包括至少兩種正電性金屬，其中用燃?xì)馊紵稣娦越饘俚暮辖稹?/p>

根據(jù)具體實(shí)施方式，合金l中的正電性金屬選自：堿金屬，優(yōu)選地li、na、k、rb和cs；堿土金屬，優(yōu)選地mg、ca、sr以及ba、a1和zn；以及它們的混合物和/或合金。在優(yōu)選實(shí)施方式中，合金中的正電性金屬選自li、na、k、mg、ca、a1和zn，并且進(jìn)一步優(yōu)選地，合金包括選自li、na、k、ca和mg的至少兩種正電性金屬，其中合金根據(jù)具體實(shí)施方式特別優(yōu)選地包括至少鋰或鎂。然而也可將所述金屬任意組合。該合金另外沒(méi)有特別限制并且例如可以作為固體或液體存在。然而，合金優(yōu)選地在燃燒時(shí)呈液態(tài)，因?yàn)橐源朔绞娇珊?jiǎn)單地進(jìn)行合金的輸送。

根據(jù)具體實(shí)施方式，考慮可與所述合金l以放熱反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的氣體作為燃?xì)?，其中這些氣體沒(méi)有特別限制。例如，該燃?xì)饪砂諝?，氧氣，二氧化碳，氫氣，水蒸氣，氮氧化物nox如一氧化二氮，氮?dú)猓趸蚧蚱浠旌衔?。因此，該方法也可用于脫硫或nox去除。視燃?xì)舛ǎ诖丝捎貌煌暮辖餷獲得各種產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以作為固體、液體以及甚至以氣體的形式出現(xiàn)。

因此，例如合金l(例如鋰和鎂的合金)與氮的反應(yīng)可以生成另外的金屬氮化物，例如氮化鋰和氮化鎂的混合物，然后可以使其后來(lái)進(jìn)一步反應(yīng)成氨，而合金l(例如鋰和鈉)與二氧化碳的反應(yīng)可以生成例如金屬碳酸鹽(例如碳酸鋰和碳酸鈉的混合物)，一氧化碳，金屬氧化物(例如氧化鋰和氧化鈉)，或金屬碳化物(例如碳化鋰和碳化鈉)，以及還有其混合物，其中由一氧化碳可獲得更高價(jià)值的(例如還有長(zhǎng)鏈的)含烴的產(chǎn)物，如甲烷、乙烷等直至汽油、柴油、還有甲醇等，例如按費(fèi)-托法(fischer-tropsch)；而由金屬碳化物(例如碳化鋰和碳化鈉)可獲得例如乙炔。此外，也可例如用一氧化二氮作為燃?xì)鈦?lái)生成例如金屬氮化物。類似地，用鋰和鉀的合金在燃燒時(shí)產(chǎn)生例如相應(yīng)的鋰鹽和鉀鹽的鹽混合物，以及用鈉和鉀的合金在燃燒時(shí)產(chǎn)生例如相應(yīng)的鈉鹽和鉀鹽的鹽混合物。也可用包括3種或更多種金屬如鋰、鈉和鉀的合金進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)。同樣還可以想到的是例如由鎂和鈣或鎂和鋅構(gòu)成的或由鎂和鋁構(gòu)成的合金等。對(duì)于向氮化物的轉(zhuǎn)化，優(yōu)選例如li/mg或堿土金屬的任意混合物，特別是mg/ca，其中例如be的效果較差。適合于與co2燃燒的合金例如為na/k、na/li/k、li/k、li/na、li/mg、上述的合金。例如，也可簡(jiǎn)單地獲得和使用具有鋇的合金，因?yàn)橹鼐谧匀唤缰惺欠浅Ｆ毡榈摹?/p>

對(duì)于合金中的所提及的其它金屬也可以出現(xiàn)類似反應(yīng)。

na/k合金的示例性反應(yīng)為：

2na/k+4co2→na2co3/k2co3+2coδh反應(yīng)＝-454kj/mol

由于鹽混合物的熔融溫度低于單獨(dú)的堿金屬碳酸鹽和堿土金屬碳酸鹽的熔融溫度，通過(guò)使用合金能夠?qū)崿F(xiàn)火焰溫度的靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)確保以液體形式排出鹽混合物。

例如，當(dāng)鋰在二氧化碳或氮?dú)鈿夥罩腥紵龝r(shí)化學(xué)計(jì)量的燃燒反應(yīng)的絕熱火焰溫度處于>2000k的范圍。

給出了各正電性金屬與各種燃?xì)獾姆磻?yīng)的其它焓，其中這些反應(yīng)出現(xiàn)放熱。

表1：在各正電性金屬的反應(yīng)中的生成焓

在放熱反應(yīng)中釋放熱的水平可以與基于碳的能量載體在空氣中燃燒的情況相比。出于這些原因，更簡(jiǎn)單地控制所述燃燒反應(yīng)是有利的。

還可能的是，除了這兩種選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅及它們的混合物的正電性金屬以外，合金l中還含有其它組分，例如其它金屬。根據(jù)具體實(shí)施方式，這樣的其它組分總計(jì)以小于50重量％、優(yōu)選地小于25重量％、進(jìn)一步優(yōu)選地小于10重量％并且甚至進(jìn)一步優(yōu)選地小于5重量％的量存在，基于所述合金。

然而，根據(jù)具體實(shí)施方式，合金僅包括選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅及其混合物的金屬，其中卻同樣可包括不可避免的雜質(zhì)，例如以小于1重量％的量，基于所述合金。

合金l中的正電性金屬和任選地其它組分的含量沒(méi)有特別限制。然而，根據(jù)具體實(shí)施方式這樣調(diào)節(jié)合金成分，使得對(duì)于該合金近乎出現(xiàn)熔點(diǎn)最小值(即這些金屬的共晶混合物)和/或相應(yīng)鹽的熔點(diǎn)最小值，其中該合金或鹽混合物的熔點(diǎn)相對(duì)于溫度最小值的溫度偏差可為最大+200℃。優(yōu)選地，該合金出現(xiàn)熔點(diǎn)最小值(共晶混合物)和/或相應(yīng)鹽的熔點(diǎn)最小值(共晶混合物/共晶)。合金或在燃燒過(guò)程中形成的鹽的相應(yīng)熔點(diǎn)可以從已知相圖以適合方式得到或以簡(jiǎn)單方式計(jì)算。因此，例如對(duì)于鈉和鉀的合金，在用二氧化碳燃燒時(shí)所獲得的鹽是碳酸鈉和碳酸鉀，針對(duì)所述鹽，在鈉鹽占混合物的摩爾比為0.59的情況下出現(xiàn)熔點(diǎn)最小值709℃。對(duì)于鋰和鈉來(lái)說(shuō)，針對(duì)碳酸鹽，在鈉鹽占混合物的摩爾比為0.49的情況下出現(xiàn)498℃的值。對(duì)于鋰和鉀來(lái)說(shuō)，針對(duì)碳酸鹽，在鋰鹽占混合物的摩爾比為0.416和0.61的情況下甚至出現(xiàn)兩次熔點(diǎn)最小值503℃，其中在這些值之間的熔融溫度僅最小程度地增加并且相應(yīng)的合金也包括在內(nèi)。根據(jù)具體實(shí)施方式，這樣選擇正電性金屬和其它組分在合金中的比例，使得所形成的鹽的熔點(diǎn)低于各種單獨(dú)的鹽的最低熔點(diǎn)，確切地說(shuō)，例如，碳酸鋰/碳酸鉀體系的熔點(diǎn)低于碳酸鋰的熔點(diǎn)，因?yàn)樘妓徕浘哂休^高的熔點(diǎn)。

根據(jù)具體實(shí)施方式，使正電性金屬的合金作為液體燃燒。以此方式可以簡(jiǎn)單地輸送該合金并且可使該合金與燃?xì)獾姆磻?yīng)更易于定位。此外，根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒在這樣的溫度下發(fā)生，該溫度高于正電性金屬的合金和燃?xì)夥磻?yīng)時(shí)生成的鹽的熔點(diǎn)。通過(guò)這種設(shè)置方式在合金燃燒時(shí)生成液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，這些液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物相對(duì)于粉塵狀或粉末狀反應(yīng)產(chǎn)物能夠更容易地從生成的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物分離。另外，在此可以更容易地控制所述燃燒反應(yīng)，因?yàn)榫哂凶罡呷埸c(diǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物(即鹽)以液體的形式存在并且同樣如其它氣態(tài)和任選地液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物或未消耗的反應(yīng)物如液態(tài)合金l或液態(tài)金屬那樣可以容易地從反應(yīng)區(qū)域移除。這對(duì)于燃燒發(fā)生在合金從進(jìn)料裝置離開(kāi)(排出)的區(qū)域處的那種情況特別有利，例如在使用多孔燃燒器霧化或燃燒的情況下。

在此，合金的霧化可以適合的方式進(jìn)行并且沒(méi)有特別限制。同樣，噴嘴類型沒(méi)有特別限制并且可包括單材料噴嘴以及雙材料噴嘴。根據(jù)具體實(shí)施方式，正電性金屬的合金l優(yōu)選地以液體的形式霧化并且用燃?xì)馊紵?。但也可霧化合金顆粒。然而，更有效的霧化可通過(guò)使用液體形式的合金l來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中任選地，由于所述溫度，燃燒反應(yīng)的自點(diǎn)火也是可能的，從而不再需要點(diǎn)火源。

根據(jù)具體實(shí)施方式，將正電性金屬的合金以液體的形式引導(dǎo)至多孔燃燒器中并且借助該多孔燃燒器燃燒，其中任選地將燃?xì)庖龑?dǎo)至多孔燃燒器的外表面并且與正電性金屬的合金一起燃燒。然而，根據(jù)具體實(shí)施方式不進(jìn)行如在傳統(tǒng)的多孔燃燒器中那樣的內(nèi)部混合，以避免孔被固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物堵塞。因此，根據(jù)具體實(shí)施方式，多孔燃燒器是一種無(wú)內(nèi)部混合的多孔燃燒器。在使用多孔燃燒器的情況下，這些孔根據(jù)具體實(shí)施方式僅用于增大合金l的表面積。然而，在連續(xù)進(jìn)料正電性金屬的合金l的情況下，與燃?xì)獾姆磻?yīng)可在多孔燃燒器的表面附近在這些孔的出口處發(fā)生，只要可以確保所生成的反應(yīng)產(chǎn)物被隨后輸送的合金l從多孔燃燒器中輸送出即可。然而，根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒反應(yīng)在多孔燃燒器的孔外發(fā)生，例如在多孔燃燒器的表面上或者甚至在合金l從多孔燃燒器排出之后，即僅在排出的合金l的表面上發(fā)生。

根據(jù)具體實(shí)施方式，額外地還需要反應(yīng)器/燃燒室，在該反應(yīng)器/燃燒室中可進(jìn)行合金l與燃?xì)獾娜紵缭诙嗫兹紵鞯妮o助下霧化或燃燒的情況。在此，反應(yīng)器/燃燒室也沒(méi)有特別的限制，只要在其中可發(fā)生燃燒即可。

此外，在使用多孔燃燒器的情況下具有的優(yōu)點(diǎn)是，燃燒能夠定位在多孔燃燒器處，其中這些燃燒產(chǎn)物也出現(xiàn)在多孔燃燒器處或附近。例如在霧化時(shí)在整個(gè)反應(yīng)器中出現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物并且必須費(fèi)時(shí)費(fèi)力地重新使固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物與氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物分離，而在用多孔燃燒器燃燒時(shí)特別地將固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物定位在多孔燃燒器的附近，由此使得這些氣態(tài)燃燒產(chǎn)物的分離變得容易。以該方式，整個(gè)燃燒裝置還可被構(gòu)造得更緊湊并且通過(guò)燃燒過(guò)程的定位將燃燒配置得對(duì)該設(shè)備更平緩。

多孔燃燒器在其形式上沒(méi)有特別限制并且根據(jù)具體實(shí)施方式包括多孔管作為燃燒器。根據(jù)具體實(shí)施方式，多孔燃燒器包括多孔管，合金l可在至少一個(gè)開(kāi)口處被進(jìn)料至所述多孔管。優(yōu)選地，合金l僅通過(guò)該管的一個(gè)開(kāi)口進(jìn)料并且該管的另一端部被封閉或同樣由多孔管的材料構(gòu)成。多孔管在此例如可以是多孔金屬管，例如由鐵，鉻，鎳，鈮，鉭，鉬，鎢，鋯合金和這些金屬的合金以及鋼例如不銹鋼和鉻-鎳鋼制成。多孔燃燒器優(yōu)選地由這樣的材料構(gòu)成，該材料選自鐵，鉻，鎳，鈮，鉭，鉬，鎢，鋯合金和這些金屬的合金以及鋼例如不銹鋼和鉻鎳鋼。合適的材料例如是在高溫下對(duì)鈉侵蝕非常耐受的奧氏體鉻鎳鋼，但具有32％鎳和20％鉻的材料如ac66，incoloy800或pyrothermg20132nb也表現(xiàn)出相對(duì)有利的腐蝕特性。多孔燃燒器的其它組分沒(méi)有進(jìn)一步限制，并且可包括用于金屬m的進(jìn)料裝置和任選地點(diǎn)火源等。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在多孔燃燒器內(nèi)部將液體形式的合金l供給至多孔燃燒器。這導(dǎo)致合金l被更好地分布在多孔燃燒器中并且該合金更均勻地從多孔管的孔排出，從而可以在合金l和燃?xì)庵g發(fā)生更均勻的反應(yīng)。例如可通過(guò)管的孔的孔徑、所使用的合金l、合金l的密度(密度可與合金l的溫度相關(guān))、將合金l引入到多孔燃燒器所用的壓力、燃?xì)鈮毫蛉細(xì)馐┘?進(jìn)料速率等來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂坪辖餷和燃?xì)獾娜紵?。因此，例如包括鋰和鈉的合金l根據(jù)具體實(shí)施方式以液體的形式使用，即例如高于合金的熔點(diǎn)。液態(tài)合金l在此可被壓入到多孔管中，例如還借助于另一處于壓力下的氣體，該氣體不受限制，只要其不與合金l反應(yīng)即可，例如惰性氣體。然后，液態(tài)合金l通過(guò)多孔管的孔到達(dá)表面，并用氣體燃燒得到相應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。

根據(jù)具體實(shí)施方式，將燃?xì)庖龑?dǎo)至多孔燃燒器的外表面上并且與合金l燃燒。由此可以避免或減少多孔管的孔被堵塞，從而可防止多孔燃燒器的清潔亦或減少磨損。

通過(guò)合金l在多孔管表面上的燃燒降低了小顆粒轉(zhuǎn)移到氣體室/反應(yīng)室中的趨勢(shì)，使得頂多產(chǎn)生較大的反應(yīng)產(chǎn)物液滴，但是這些液滴可以容易地從氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物分離，例如可以通過(guò)旋風(fēng)(旋風(fēng)分離器)而沉積在反應(yīng)器壁上。燃燒產(chǎn)物的主要部分例如可以液體形式沉積。在此，反應(yīng)器壁例如可以用熱交換器冷卻，其中這些熱交換器也可以連接到渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。

根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒在這樣的溫度下進(jìn)行，該溫度高于在合金l和燃?xì)獾姆磻?yīng)中形成的鹽的熔點(diǎn)。在此，合金l和燃?xì)獾娜紵行纬傻柠}可具有高于合金l的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)，使得可能需要在升高的溫度下進(jìn)料液態(tài)合金l。另外，通過(guò)在高于所形成的鹽的熔點(diǎn)的溫度下的燃燒可避免多孔燃燒器或噴嘴被所形成的鹽污染或覆蓋，使得可更好地防止多孔燃燒器或噴嘴污染，例如還可防止這些孔污染。這使得能夠更好地操作設(shè)備和減少該設(shè)備的清潔，例如甚至能夠使用更長(zhǎng)的時(shí)間而不進(jìn)行清潔。燃燒器上的液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物也可以簡(jiǎn)單地滴落。特別是在溫度高于所形成的鹽的熔點(diǎn)的這些方法的情況下，燃燒器或噴嘴的材料優(yōu)選是能夠耐受所述溫度的那些，例如鐵，鉻，鎳，鈮，鉭，鉬，鎢，鋯合金和這些金屬的合金，以及鋼例如不銹鋼和鉻鎳鋼。

燃燒溫度優(yōu)選地高于相應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物的熔點(diǎn)，由此使多孔燃燒器的孔或噴嘴不被堵塞并且能夠輸出反應(yīng)產(chǎn)物。進(jìn)一步地，視反應(yīng)產(chǎn)物而定，在液體合金l和反應(yīng)產(chǎn)物之間還可以進(jìn)行一定程度的混合，使得燃燒不僅局部地在孔開(kāi)口或噴嘴出口處進(jìn)行而且還可以分布在管或噴嘴的整個(gè)表面上的方式進(jìn)行。這例如可以通過(guò)合金l的進(jìn)料速度來(lái)控制。

通過(guò)將合金l作為至少兩種正電性金屬的合金進(jìn)料，可實(shí)現(xiàn)合金相比于相應(yīng)的金屬的熔點(diǎn)的下降以及所形成的金屬鹽的熔點(diǎn)的下降，使得該方法可在較低的溫度下并進(jìn)而以對(duì)設(shè)備較緩和的方式進(jìn)行，并且可減少或避免在設(shè)備中使用高度耐火的材料。

在反應(yīng)中生成的氣態(tài)產(chǎn)物(例如在co2中燃燒時(shí)生成co)可從固態(tài)和液態(tài)燃燒產(chǎn)物分離并進(jìn)一步利用。在燃燒過(guò)程中，優(yōu)選地可將在放熱反應(yīng)中生成的鹽以液體的形式排出，并且可將廢氣(由氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物和可能被過(guò)量引入的反應(yīng)氣體組成)以不含固體顆粒的形式在壓力下引導(dǎo)經(jīng)過(guò)膨脹渦輪機(jī)。通過(guò)合適地使用堿金屬和/或堿土金屬合金或al和/或鋅的合金可在關(guān)于空氣比(反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量)方面進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下確保較低的燃燒溫度。由于鹽混合物的低的熔融溫度，可更容易地確保以液體形式排出產(chǎn)物。因此，可以避免使用昂貴的燃燒器材料。此外，在取決于燃燒反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量(空氣比)的不同溫度下，燃燒過(guò)程的潛在更高的動(dòng)力學(xué)是可能的，同時(shí)確保以液體形式排出所產(chǎn)生的鹽混合物。

此外，根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒可用一定的過(guò)量燃?xì)膺M(jìn)行，例如燃?xì)馀c金屬m的摩爾比為1.01:1或更大、優(yōu)選地1.05:1或更大、進(jìn)一步優(yōu)選地5:1或更大、還進(jìn)一步優(yōu)選地10：1或更大、例如甚至100：1或更大，以將廢氣溫度穩(wěn)定在特定溫度范圍內(nèi)。在此燃?xì)庖部捎糜趯?duì)渦輪機(jī)的膨脹器部分等的散熱。

在該方法中另外可在用燃?xì)馊紵辖餷的情況下從固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物中分離廢氣，其中根據(jù)具體實(shí)施方式，燃?xì)馀c合金l在反應(yīng)步驟中燃燒，并且生成廢氣以及其它固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，并且在分離步驟中將廢氣從固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物分離。在此，在分離步驟中可另外添加載氣，并且可將載氣作為與廢氣的混合物排出。在此，載氣還可以相當(dāng)于廢氣，從而例如在燃燒時(shí)生成相當(dāng)于所進(jìn)料的載氣的廢氣；亦或載氣還可以相當(dāng)于燃?xì)?。因此，根?jù)具體實(shí)施方式，在本發(fā)明的方法中可將這些反應(yīng)產(chǎn)物在燃燒后分離。

根據(jù)本發(fā)明，載氣沒(méi)有特別限制，并且可相當(dāng)于燃?xì)猓且部膳c其不同。作為載氣例如可使用空氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、氫氣、水蒸氣、氮?dú)?、一氧化二氮、這些氣體中的兩種或更多種的混合物等。在此，諸如甲烷的各種氣體可用于熱傳輸并將金屬m與燃?xì)獾姆磻?yīng)的反應(yīng)熱從反應(yīng)器中導(dǎo)出。各種載氣例如可適當(dāng)?shù)嘏c燃?xì)夂秃辖餷的反應(yīng)相匹配，以便在此可能實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。在進(jìn)料合金l時(shí)任選地使用的氣體同樣可相當(dāng)于載氣。

為了使二氧化碳與例如由鋰和鈉形成的合金l燃燒(在該燃燒過(guò)程中可生成一氧化碳)，可例如將一氧化碳用作載氣并且任選地循環(huán)運(yùn)行，即在導(dǎo)出之后至少部分地作為載氣再次循環(huán)。在這種情況下，載氣與廢氣相匹配，使得任選地可將一部分載氣作為有用產(chǎn)物取出，例如用于隨后的費(fèi)-托-合成，同時(shí)該載氣通過(guò)二氧化碳與合金l的燃燒再生，使得二氧化碳總體上至少部分轉(zhuǎn)化為一氧化碳，優(yōu)選地達(dá)90體積％或更多、進(jìn)一步優(yōu)選地95體積％或更多、還進(jìn)一步優(yōu)選地99體積％或更多且特別優(yōu)選地達(dá)100體積％，基于所使用的二氧化碳，并作為有用產(chǎn)物取出。產(chǎn)生的一氧化碳越多，則導(dǎo)出的一氧化碳越干凈。

在氮?dú)馀c合金l(例如由鋰和鎂形成)燃燒的情況下，可使用例如氮?dú)庾鳛檩d氣，從而除該載氣氮?dú)庵猓趶U氣中來(lái)自所述燃燒的未反應(yīng)的氮?dú)庖部梢宰鳛椤皬U氣”存在，由此可更簡(jiǎn)單地進(jìn)行所希望的氣體分離，并且根據(jù)具體實(shí)施方式，在使用合適的、可易于確定的參數(shù)來(lái)相應(yīng)地、優(yōu)選定量地燃燒合金l和氮的情況下，甚至可以不需要進(jìn)行氣體分離。例如，可從生成的氮化物中通過(guò)洗滌或冷卻容易地移除氨。

根據(jù)具體實(shí)施方式，至少一部分廢氣可相當(dāng)于載氣。例如，廢氣可在至少10體積％、優(yōu)選地50體積％或更多、進(jìn)一步優(yōu)選地60體積％或更多、還進(jìn)一步優(yōu)選地70體積％或更多、和甚至更優(yōu)選80體積％或更多的程度上相當(dāng)于載氣，基于廢氣的總體積。根據(jù)具體實(shí)施方式，基于廢氣的總體積，燃?xì)饪稍?0體積％或更多的程度上相當(dāng)于載氣，并且在一些情況下甚至可在100體積％的程度上相當(dāng)于載氣。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在本發(fā)明的方法中可將廢氣和載氣的混合物至少部分地再次進(jìn)料至分離步驟作為載氣和/或進(jìn)料至燃燒步驟作為燃?xì)?。廢氣和載氣的混合物的再循環(huán)可例如在10體積％或更多、優(yōu)選地50體積％或更多、進(jìn)一步優(yōu)選地60體積％或更多、還進(jìn)一步優(yōu)選地70體積％或更多、甚至更優(yōu)選地80體積％或更多的程度上進(jìn)行，基于載氣和廢氣的總體積。根據(jù)具體實(shí)施方式，廢氣和載氣的混合物的再循環(huán)可在90體積％或更多的程度上進(jìn)行，基于載氣和廢氣的總體積。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，燃?xì)夂秃辖鹬g的反應(yīng)可以使得載氣形成為廢氣的方式實(shí)現(xiàn)，例如使用二氧化碳作為燃?xì)夂鸵谎趸甲鳛檩d氣，從而載氣和廢氣的混合物基本上、優(yōu)選地在90體積％或更多的程度上、進(jìn)一步優(yōu)選地在95體積％或更多的程度上、還進(jìn)一步優(yōu)選地在99體積％或更多的程度上、特別優(yōu)選地在100體積％的程度上由載氣組成，基于廢氣和載氣的混合物。在此，載氣則可連續(xù)地循環(huán)運(yùn)行并且以其通過(guò)合金l和燃?xì)獾娜紵匦律傻牧咳〕?。與載氣的純循環(huán)(其中任選地進(jìn)行載氣和廢氣的分離)相比，這里例如可獲得有用產(chǎn)物，例如一氧化碳，其可被連續(xù)地取出。

根據(jù)具體實(shí)施方式，本發(fā)明方法中的分離步驟在旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)反應(yīng)器中進(jìn)行。這里的旋風(fēng)反應(yīng)器在其構(gòu)造方面沒(méi)有特別限制，并且例如可具有常規(guī)旋風(fēng)反應(yīng)器所具有的形式。

例如，旋風(fēng)反應(yīng)器可以包括：

反應(yīng)區(qū)域，在該反應(yīng)區(qū)域處可連接有用于燃?xì)?、合金l和載氣(它們?nèi)芜x地也可以事先組合并且隨后一起被進(jìn)料至所述反應(yīng)區(qū)域)的進(jìn)料裝置，例如以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的上部部件的形式，

分離區(qū)域，例如被構(gòu)造成錐形，

和卸壓室，在該卸壓室處可連接有用于金屬m與燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的卸料裝置，例如以旋葉送料器的形式；和用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置，所述混合物在金屬m于燃?xì)庵腥紵蠡旌蟽煞N氣體之后得到。

這些設(shè)備元器件例如通常存在于旋風(fēng)分離器中。然而，根據(jù)本發(fā)明使用的旋風(fēng)反應(yīng)器還可以具有不同的構(gòu)造，并且任選地還可包括另外的區(qū)域。例如，各個(gè)區(qū)域(例如反應(yīng)區(qū)域、分離區(qū)域、卸壓室)也可以結(jié)合在示例性的旋風(fēng)反應(yīng)器的一個(gè)部件中和/或延伸越過(guò)旋風(fēng)反應(yīng)器的多個(gè)部件。在此，例如載氣的添加也可在這樣的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)，其中合金l和燃?xì)獾姆磻?yīng)正進(jìn)行或者甚至已經(jīng)結(jié)束。

通過(guò)旋風(fēng)使反應(yīng)產(chǎn)物基本上保持在反應(yīng)器例如爐室的中心。使用多孔燃燒器的優(yōu)點(diǎn)是，多孔管的表面處的燃燒不會(huì)像在霧化的情況中那樣產(chǎn)生小顆粒，使得廢氣不含固體或液體顆粒，因此也可以在廢氣流中簡(jiǎn)單地下游連接燃?xì)廨啓C(jī)或膨脹渦輪機(jī)。然而，在霧化合金l的情況中，通過(guò)合適地進(jìn)料載氣也可以實(shí)現(xiàn)從固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物有效地分離廢氣。在這些情況下利用這種燃燒構(gòu)思可在燃燒合金l和分離反應(yīng)產(chǎn)物后將廢氣流直接引入燃?xì)廨啓C(jī)中。

根據(jù)具體實(shí)施方式，廢氣溫度可在不同燃燒過(guò)程中通過(guò)氣體過(guò)量來(lái)控制，使得其高于反應(yīng)產(chǎn)物或其混合物的熔融溫度。

根據(jù)具體實(shí)施方式，旋風(fēng)反應(yīng)器還包括格柵，通過(guò)該格柵可以在合金l與燃?xì)馊紵龝r(shí)導(dǎo)出固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。這種格柵可額外地防止旋風(fēng)反應(yīng)器中固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物隨后發(fā)生回旋。

燃燒的反應(yīng)產(chǎn)物可用于產(chǎn)生能量，優(yōu)選地通過(guò)使用至少一個(gè)膨脹渦輪機(jī)和/或至少一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，例如蒸汽輪機(jī)，和/或至少一個(gè)熱交換器和/或至少一個(gè)鍋爐，其中根據(jù)具體實(shí)施方式，這里既可例如在于反應(yīng)器處使用熱交換器的情況下利用生成的固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，又可以利用氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。因此，在燃燒中釋放的熱能可(例如通過(guò)膨脹渦輪機(jī)和/或蒸汽輪機(jī))轉(zhuǎn)換為電能。所釋放的熱能例如可以通過(guò)熱交換器和下游蒸汽輪機(jī)再轉(zhuǎn)換成電。例如，通過(guò)使用與蒸汽輪機(jī)組合的燃?xì)廨啓C(jī)可實(shí)現(xiàn)更高的效率。為此，根據(jù)具體實(shí)施方式必須確保廢氣在金屬燃燒之后不含顆粒，因?yàn)閯t會(huì)這些顆粒否對(duì)渦輪機(jī)造成長(zhǎng)期損害。

根據(jù)具體實(shí)施方式，在使用具有載氣供應(yīng)的旋風(fēng)反應(yīng)器的情況下可將廢氣和載氣的混合物例如在反應(yīng)器中和/或在從反應(yīng)器中導(dǎo)出的過(guò)程中和/或之后用于加熱鍋爐或用于在熱交換器或渦輪機(jī)(例如燃?xì)廨啓C(jī)或膨脹渦輪機(jī))中傳熱。

此外，根據(jù)具體實(shí)施方式，載氣和廢氣的混合物可在燃燒后處于升高的壓力下，例如大于1巴、至少2巴、至少5巴或至少20巴。

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了用于正電性金屬的合金l的燃燒的設(shè)備，其中正電性金屬選自堿金屬、堿土金屬、鋁和鋅及其混合物，并且正電性金屬的合金l包括至少兩種正電性金屬，該設(shè)備包括：

多孔燃燒器或用于霧化所述正電性金屬的合金l的單元，

用于正電性金屬的合金l、優(yōu)選地液體形式的正電性金屬的合金的進(jìn)料裝置，該進(jìn)料裝置通向多孔燃燒器內(nèi)部或通向用于霧化合金l的單元，其被設(shè)計(jì)用于向所述多孔燃燒器或所述用于霧化合金l的單元進(jìn)料所述正電性金屬的合金l、優(yōu)選地以液體的形式，

用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置，其被設(shè)計(jì)用于進(jìn)料燃?xì)?，?/p>

任選地，用于提供液體形式的正電性金屬的合金l的加熱裝置，其被設(shè)計(jì)用于使正電性金屬的合金l液化。

用于霧化合金l的單元在此沒(méi)有特別限制并且例如可包括單材料噴嘴或雙材料噴嘴。多孔燃燒器可如上所述地構(gòu)造。用于合金l的進(jìn)料裝置可例如為可被加熱的管或軟管或者輸送帶，其可以適當(dāng)?shù)亍⒗绺鶕?jù)合金l的聚集狀態(tài)來(lái)確定。任選地，另外的用于氣體的進(jìn)料裝置也可以連接在用于合金l的進(jìn)料裝置上，所述用于氣體的進(jìn)料裝置可選地具有控制單元，例如閥，利用該閥可以調(diào)節(jié)合金l的進(jìn)料。

同樣，用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置可構(gòu)造為管或軟管等，其任選地可被加熱，其中，進(jìn)料裝置可適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)氣體的狀態(tài)來(lái)確定，該氣體任選地也可以處于壓力下。也可以為合金l或燃?xì)庠O(shè)置多個(gè)進(jìn)料裝置。

根據(jù)具體實(shí)施方式，這樣布置用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置，使得其將燃?xì)庵辽俨糠值厍覂?yōu)選完全地引導(dǎo)至多孔燃燒器的表面或噴嘴出口處。由此實(shí)現(xiàn)了合金l和燃?xì)庵g的改善的反應(yīng)。

此外，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，這樣布置多孔燃燒器，使得燃燒生成的反應(yīng)產(chǎn)物和可選地未反應(yīng)的合金l可以通過(guò)重力從多孔燃燒器的表面分離，例如通過(guò)使多孔燃燒器垂直地、指向地面地安裝在反應(yīng)器中。在多孔燃燒管在爐室中豎直布置的情況下，所生成的液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物可從管中流出，然后向下滴入爐底。以該方式還燃燒了可能溶解的、例如由鋰和鈉組成的合金l(其預(yù)先在多孔燃燒器處未反應(yīng))，并且將反應(yīng)熱傳送至流過(guò)的燃?xì)夂洼d氣中。

根據(jù)具體實(shí)施方式，多孔燃燒器或噴嘴由如下材料構(gòu)成，該材料選自鐵、鉻、鎳、鈮、鉭、鉬、鎢、鋯合金和這些金屬的合金以及鋼例如不銹鋼和鉻鎳鋼。合適的材料例如為在高溫下對(duì)鈉侵蝕極其耐受的奧氏體鉻鎳鋼，但具有32％鎳和20％鉻的材料如ac66，incoloy800或pyrothermg20132nb也表現(xiàn)出相對(duì)有利的腐蝕特性。這些材料優(yōu)選地用于相對(duì)高的溫度下的應(yīng)用，其中與液態(tài)合金l和任選地與生成的液態(tài)金屬鹽的反應(yīng)可以更簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行。

在特定實(shí)施方式中，本發(fā)明的設(shè)備還可具有用于合金l的燃燒產(chǎn)物的分離裝置，其被被設(shè)計(jì)用于將合金l和燃?xì)獾娜紵a(chǎn)物分離，其中所述分離裝置優(yōu)選為旋風(fēng)反應(yīng)器。

分離裝置在此可用于在合金l與燃?xì)馊紵龝r(shí)分離廢氣，并且可包括：

-反應(yīng)器，其中設(shè)置多孔燃燒器或霧化單元并且安裝或設(shè)置用于合金l的進(jìn)料裝置，并且向該反應(yīng)器中進(jìn)料燃?xì)?，即用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置連接至或設(shè)置在該反應(yīng)器中；

-用于載氣的進(jìn)料裝置，其被設(shè)計(jì)用于向反應(yīng)器進(jìn)料載氣；

-用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置，其被設(shè)計(jì)用于導(dǎo)出由合金l與燃?xì)馊紵玫降膹U氣和載氣構(gòu)成的混合物；和

-用于合金l與燃?xì)獾娜紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的卸料裝置，其被設(shè)計(jì)用于導(dǎo)出合金l與燃?xì)獾娜紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。

用于載氣的進(jìn)料裝置同樣沒(méi)有特別限制并且包括例如管、軟管等，其中可適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)載氣的狀態(tài)確定用于載氣的進(jìn)料裝置，該載氣任選地可處于壓力下。

反應(yīng)器同樣沒(méi)有特別限制，只要燃?xì)馀c合金l的燃燒可在其中進(jìn)行即可。根據(jù)具體實(shí)施方式，反應(yīng)器可為如圖1中示例性示出并且在圖2中的另一實(shí)施方式中詳細(xì)示出的旋風(fēng)反應(yīng)器。

根據(jù)具體實(shí)施方式，旋風(fēng)反應(yīng)器可包括：

反應(yīng)區(qū)域，在該反應(yīng)區(qū)域處可連接有用于燃?xì)?、合金l和載氣的進(jìn)料裝置和多孔燃燒器，例如以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的上部部件的形式，

分離區(qū)域，例如被構(gòu)造成錐形，

和卸壓室，在該卸壓室處可連接有用于合金l與燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的卸料裝置，例如以旋葉送料器的形式的卸料器，和用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置，所述混合物在合金l于燃?xì)庵腥紵蠡旌蟽煞N氣體之后得到。

這些設(shè)備元器件例如通常存在于旋風(fēng)分離器中。然而，根據(jù)本發(fā)明使用的旋風(fēng)反應(yīng)器還可具有不同的構(gòu)造，并且任選地還可包括另外的區(qū)域。例如，各個(gè)區(qū)域(例如反應(yīng)區(qū)域、分離區(qū)域、卸壓室)也可以結(jié)合在示例性的旋風(fēng)反應(yīng)器的一個(gè)部件中和/或延伸越過(guò)旋風(fēng)反應(yīng)器的多個(gè)部件。

圖1中示出了示例性的旋風(fēng)反應(yīng)器。圖1所示的旋風(fēng)反應(yīng)器6包括反應(yīng)區(qū)域20a、分離區(qū)域20b和卸壓室20c，分離區(qū)域20b既與反應(yīng)區(qū)域20a一起處于上部部件6a中又與卸壓室20c一起處于下部部件6b中。在上部與旋風(fēng)反應(yīng)器連接的是用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置1(例如以任選地被加熱的管或軟管的形式)以及用于合金l的進(jìn)料裝置2(例如以任選地被加熱的管或軟管的形式)，其中進(jìn)行合金l向多孔燃燒器3的進(jìn)料。根據(jù)圖1，合金l的進(jìn)料借助用于氣體的進(jìn)料裝置2'如管或軟管中的氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)，其進(jìn)料可用閥2”來(lái)控制。合金l和燃?xì)獗贿M(jìn)料至反應(yīng)區(qū)域20a。通過(guò)進(jìn)料裝置4，將載氣進(jìn)料至用于氣體分配的區(qū)域4'，然后從所述區(qū)域4'通過(guò)噴嘴5將載氣進(jìn)料到分離區(qū)域20b，通過(guò)所述噴嘴5可形成旋風(fēng)。具有用于氣體分配的區(qū)域4'和噴嘴5的這種進(jìn)料裝置4的細(xì)節(jié)圖在圖4(無(wú)多孔燃燒器3的圖示)中以橫截面被示例性地示出，但是也可存在多個(gè)噴嘴，例如以在環(huán)繞區(qū)域4'的內(nèi)壁的適當(dāng)?shù)拈g隔存在，以便產(chǎn)生合適的旋風(fēng)。通過(guò)用于合金l與燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的卸料裝置7從包括卸壓室20c的下部部件6b中導(dǎo)出固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，而通過(guò)用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置8導(dǎo)出廢氣和載氣的混合物。

任選地，在本發(fā)明的設(shè)備中可能需要點(diǎn)火裝置，例如電點(diǎn)火裝置或等離子體弧，其中這取決于：合金l的類型和狀態(tài)，例如其溫度和/或聚集狀態(tài)；燃?xì)庑再|(zhì)，例如其壓力和/或溫度；以及該設(shè)備中元器件的布置，例如進(jìn)料裝置的類型和性能。

為了在構(gòu)造上實(shí)現(xiàn)高的廢氣溫度(例如大于200℃、例如甚至400℃或更高、以及在特定實(shí)施方式中500℃或更高)，和高的(例如，5巴或更高)或高(20巴或更高)的操作壓力，反應(yīng)器的內(nèi)部材料可由高耐熱合金構(gòu)成，例如由上文提及的合金和在極端情況下甚至由材料haynes214構(gòu)成。然后可圍繞該材料(其僅僅應(yīng)承受高溫)布置熱絕緣，該熱絕緣允許足夠少的熱量通過(guò)，使得外部的鋼壁(其額外地還可用空氣或水冷卻)吸收壓力負(fù)荷。然后可用升高的或高的操作壓力將廢氣進(jìn)料至進(jìn)一步的工藝步驟。

此外，反應(yīng)器，例如旋風(fēng)反應(yīng)器還可包括加熱和/或冷卻裝置，其可存在于反應(yīng)區(qū)域、分離區(qū)域和/或卸壓室中，以及還可以存在于各種進(jìn)料和/或卸料裝置、任選地燃燒器、和/或任選地點(diǎn)火裝置中。此外，在本發(fā)明的設(shè)備中可存在其它元器件，例如用于產(chǎn)生壓力或真空的泵等。

在其中反應(yīng)器采取旋風(fēng)反應(yīng)器形式的那些實(shí)施方式中，旋風(fēng)反應(yīng)器可包括格柵，該格柵被設(shè)計(jì)為使得在合金l與燃?xì)馊紵龝r(shí)可以通過(guò)格柵導(dǎo)出固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。此外，這種格柵還可存在于可設(shè)置在本發(fā)明的設(shè)備中的其它反應(yīng)器中。在反應(yīng)器或旋風(fēng)反應(yīng)器中使用格柵可實(shí)現(xiàn)在合金l與燃?xì)馊紵龝r(shí)得到的固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物與廢氣和載氣的混合物的更好的分離。這種格柵在圖2中被示例性地示出，其中格柵6'作為示例在圖1所示的旋風(fēng)反應(yīng)器6中處于卸料裝置7上方和卸料裝置8下方的下部部件6b中。通過(guò)該格柵，優(yōu)選地與反應(yīng)器壁間隔足夠大的距離，可確?？煽康爻练e固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物或其混合物。由此，已經(jīng)沉積的固態(tài)或液態(tài)燃燒產(chǎn)物也不再被旋風(fēng)旋起。

用于載氣的進(jìn)料裝置的幾何結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限制，只要可將載氣與由合金l和燃?xì)馊紵玫降膹U氣混合即可。在此優(yōu)選地形成旋風(fēng)，例如使用圖1中所示的裝置。然而還可以通過(guò)進(jìn)料裝置彼此之間的其它布置來(lái)產(chǎn)生旋風(fēng)。因此例如還可能的是，載氣的進(jìn)料裝置還可在反應(yīng)器上方處于用于合金l和燃料的進(jìn)料裝置附近。相應(yīng)適合的噴射器幾何結(jié)構(gòu)可容易地以適合方式來(lái)確定，例如借助流動(dòng)模擬。

卸料裝置也沒(méi)有特別限制，其中例如用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置可被構(gòu)造為管，而用于金屬m與燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的卸料裝置例如可被構(gòu)造為旋葉送料器和/或具有虹吸管的管。這里還可以設(shè)置各種閥，例如壓力閥和/或其它調(diào)節(jié)器。圖3中示出的示例性卸料裝置7(例如圖1所示的旋風(fēng)反應(yīng)器6的卸料裝置7)在此可包括虹吸管9、用于脫氣的閥10和壓力調(diào)節(jié)器11，然而并不受限于此。為了實(shí)現(xiàn)升高或高的操作壓力，例如可使用這樣的設(shè)在用于合金l與燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物的卸料器上的虹吸管，任選地與適合于相應(yīng)的操作壓力的壓力調(diào)節(jié)器相結(jié)合。

根據(jù)具體實(shí)施方式，用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置還可包括用于廢氣和載氣和/或廢氣的各個(gè)組分的分離裝置。

根據(jù)具體實(shí)施方式，用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置可以如此與用于載氣的進(jìn)料裝置和/或用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置相連，使得廢氣和載氣的混合物至少部分地被進(jìn)料至反應(yīng)器作為載氣和/或進(jìn)料至燃燒器作為燃?xì)?。回收的氣體的比例在此可為10體積％或更多、優(yōu)選地50體積％或更多、進(jìn)一步優(yōu)選地60體積％或更多、還進(jìn)一步優(yōu)選地70體積％或更多、并且甚至更優(yōu)選地80體積％或更多、基于載氣和廢氣的總體積。根據(jù)具體實(shí)施方式，廢氣和載氣的混合物的回收可在90體積％或更多的程度上進(jìn)行，基于載氣和廢氣的總體積計(jì)。

根據(jù)具體實(shí)施方式，本發(fā)明的設(shè)備另外還包括至少一個(gè)鍋爐和/或至少一個(gè)熱交換器和/或至少一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)和/或至少一個(gè)膨脹渦輪機(jī)，其處于反應(yīng)器中和/或用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置中。因此，例如在圖1的包括旋風(fēng)反應(yīng)器6的設(shè)備中可以在反應(yīng)器6中、在卸料裝置8和/或被接在卸料裝置8上的單元中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)熱交換器和/或鍋爐和/或燃?xì)廨啓C(jī)和/或膨脹渦輪機(jī)(未示出)。熱交換也可在旋風(fēng)反應(yīng)器6上自動(dòng)發(fā)生，例如在反應(yīng)區(qū)域20a和/或分離區(qū)域20b中、但是任選地還在卸壓室20c的區(qū)域中的外壁上自動(dòng)發(fā)生，其中相應(yīng)的熱交換器還可與發(fā)電機(jī)中用于發(fā)電的渦輪機(jī)相連。

廢氣因此可以作為與載氣的混合物被供應(yīng)至另一應(yīng)用，例如加熱鍋爐以產(chǎn)生蒸汽，在熱交換器中釋放熱量，運(yùn)轉(zhuǎn)渦輪機(jī)等。

如果不能找到合適的熱交換器(借助該熱交換器例如加熱具有相應(yīng)壓力的空氣并作為廢氣的替代物引入到燃?xì)廨啓C(jī)中)，則可例如使用鍋爐。根據(jù)具體實(shí)施方式，使用鍋爐這一途徑可以是有希望的并且在技術(shù)上還更簡(jiǎn)單，因?yàn)樵撏緩侥軌蛟谳^低的溫度和僅升高的壓力下實(shí)現(xiàn)。

接著可借助一個(gè)或多個(gè)熱交換器和/或一個(gè)或多個(gè)鍋爐發(fā)電，例如通過(guò)使用蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。但是還可能的是，將廢氣和載氣的混合物直接引導(dǎo)至渦輪機(jī)例如燃?xì)廨啓C(jī)或膨脹渦輪機(jī)以直接發(fā)電。然而，這以能很好地分離合金l和燃?xì)馊紵玫降墓虘B(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物為前提，正如根據(jù)本發(fā)明可提供的那樣，尤其在反應(yīng)器中使用格柵的情況下。使用鍋爐還是熱交換器這一選擇例如可取決于形成固態(tài)還是形成液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，但是也可由設(shè)施技術(shù)決定。在液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物如液態(tài)li2co3和na2co3的情況下，反應(yīng)器壁例如可用作熱交換器，而在生成固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的情況下可能需要特殊的熱交換器。在從固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物相應(yīng)地分離廢氣和載氣的混合物的情況下，任選地還可將廢氣和載氣的混合物直接引導(dǎo)至渦輪機(jī)，從而這里也可不需要在廢氣流中的熱交換器和/或鍋爐。

根據(jù)具體實(shí)施方式，本發(fā)明的設(shè)備可包括在用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置中的提取裝置，該提取裝置被設(shè)計(jì)用于在通過(guò)連接用于廢氣和載氣的混合物的卸料裝置與用于載氣的進(jìn)料裝置和/或用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置，在將廢氣和載氣的混合物回收至用于載氣的進(jìn)料裝置和/或用于燃?xì)獾倪M(jìn)料裝置時(shí)提取一部分廢氣和載氣的混合物。這一部分例如可多于1體積％、優(yōu)選地5體積％和更高、進(jìn)一步優(yōu)選地10體積％或更多、基于廢氣和載氣的混合物的總體積。另外，根據(jù)具體實(shí)施方式，可以從回收的廢氣和載氣的混合物提取最多50體積％、優(yōu)選地40體積％或更少、進(jìn)一步優(yōu)選地30體積％或更少、特別優(yōu)選地20體積％或更少，基于廢氣和載氣的混合物的總體積。提取的氣體隨后例如可作為有用產(chǎn)物供給其它反應(yīng)使用，因此例如當(dāng)一氧化碳被排出并且隨后在費(fèi)-托方法中轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的烴時(shí)。

導(dǎo)出的固體還可進(jìn)一步地轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)物。因此，例如可從與氮?dú)獾娜紵a(chǎn)生的金屬氮化物通過(guò)用水水解轉(zhuǎn)化成氨和堿，其中生成的堿則可以用作二氧化碳和/或二氧化硫的捕捉劑。

如果有意義，上述實(shí)施方式、設(shè)計(jì)方式和擴(kuò)展方式可以任意方式彼此組合。本發(fā)明的其它可能的設(shè)計(jì)方式、擴(kuò)展方式和實(shí)施方式還包括先前或在下文中參考實(shí)施例描述的本發(fā)明特征的未明確提及的組合。特別地，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將添加各個(gè)方面作為對(duì)本發(fā)明的相應(yīng)基礎(chǔ)形式的改進(jìn)或補(bǔ)充。

現(xiàn)在參照示例性實(shí)施例來(lái)展示本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明。

根據(jù)示例性實(shí)施方式，例如由鋰和鈉構(gòu)成的合金l以液態(tài)的形式使用，即在該合金的熔點(diǎn)之上。例如由鋰和鈉構(gòu)成的液態(tài)合金l可被引入到多孔燃燒器中并且隨后直接地、任選地為啟動(dòng)反應(yīng)而進(jìn)行的點(diǎn)火后與相應(yīng)的燃?xì)夥磻?yīng)，所述燃?xì)饫鐬榭諝?、氧氣、二氧化碳、二氧化硫、氫氣、水蒸氣、氮氧化物nox如一氧化二氮或氮?dú)狻：辖餷的燃燒可在圖1所示的設(shè)備中進(jìn)行，例如以多于化學(xué)計(jì)量的燃?xì)饬窟M(jìn)行，以防止產(chǎn)生過(guò)高的廢氣溫度。但是，燃?xì)膺€可以相對(duì)于金屬m以化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量的量加入。在燃燒之后，加入也可相當(dāng)于燃?xì)獾妮d氣(例如氮?dú)?，空氣，一氧化碳，二氧化碳和?用于稀釋，以便降低溫度并產(chǎn)生用于沉積固態(tài)或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的旋風(fēng)。熱的廢氣流然后可用于加熱鍋爐、用于在熱交換器中的熱傳遞等。

根據(jù)第二示例性實(shí)施方式，在圖1所示的設(shè)備中可使用二氧化碳作為燃?xì)?，并且使用一氧化碳作為載氣。所使用的合金l例如為鋰和鈉的合金，例如以液體的形式。液態(tài)合金被引入到多孔燃燒器3中，然后與燃?xì)庵苯臃磻?yīng)。可能的情況是需要電點(diǎn)火或額外的點(diǎn)火燃燒器。在其變型中，例如還可根據(jù)本實(shí)施例用鈉和鉀的合金進(jìn)行反應(yīng)，其中鈉和鉀的合金在室溫下可以作為液體存在。

合金l的燃燒在多孔燃燒器3處進(jìn)行，優(yōu)選地用化學(xué)計(jì)量所需的二氧化碳量，其中也可選擇略超過(guò)或略低的化學(xué)計(jì)量比(co2:合金l之比為例如0.95:1至1:0.95)。在使用非常高的二氧化碳缺乏的情況下，例如可生成碳化物作為鹽，由此可獲得乙炔。

在第二步驟中，在反應(yīng)器/爐6的中間部分在區(qū)域4'中，燃燒產(chǎn)物與通過(guò)噴嘴5吹入反應(yīng)器6的載氣一氧化碳混合。由此產(chǎn)生旋風(fēng)，其效果是固態(tài)和/或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)器壁處回旋并主要沉積在反應(yīng)器壁處。優(yōu)選地，使用過(guò)量的載氣，以便確保通過(guò)燃燒產(chǎn)生的熱量被充分地輸走。借此可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)反應(yīng)器6中的溫度。

對(duì)于在純二氧化碳中的燃燒，在共晶混合物的情況下形成的碳酸鋰-碳酸鈉混合物具有498℃的熔點(diǎn)。如果通過(guò)由進(jìn)料裝置1,5混合載氣和/或燃?xì)鈦?lái)將反應(yīng)產(chǎn)物的燃燒溫度保持在至少498℃以上，則可預(yù)期液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物用于燃燒。所述進(jìn)料裝置在此可在強(qiáng)放熱反應(yīng)中用于冷卻，由此設(shè)備不會(huì)過(guò)熱，其中溫度下限可為形成的鹽混合物的熔點(diǎn)。如果所述旋風(fēng)附加地用二氧化碳以外的氣體如空氣或其它氣體運(yùn)轉(zhuǎn)，則也可以在反應(yīng)產(chǎn)物中例如形成鋰和鈉的氧化物作為混合物。在沉積液體和固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物之后(所述沉積可以通過(guò)格柵6'來(lái)改善)，廢氣和載氣的混合物例如被引導(dǎo)到鍋爐中并且用于蒸發(fā)水，以便之后驅(qū)動(dòng)具有下游連接的發(fā)電機(jī)的蒸汽渦輪或用于運(yùn)轉(zhuǎn)其它技術(shù)裝置(例如熱交換器)。然后，在該過(guò)程之后冷卻的廢氣和載氣的混合物例如可再次作為載氣用于在爐中形成旋風(fēng)。因此，在蒸發(fā)過(guò)程之后將廢氣余熱用于鍋爐中，并且僅需要通過(guò)例如燃煤發(fā)電廠的廢氣清潔來(lái)得到與li/na燃燒所需的化學(xué)計(jì)量的二氧化碳量。

根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒可用一定的過(guò)量燃?xì)膺M(jìn)行，例如燃?xì)馀c合金l的摩爾比大于1.01:1、優(yōu)選地大于1.05:1、更優(yōu)選地5:1或更高、甚至進(jìn)一步優(yōu)選地10:1或更高、例如甚至100:1或更高，以將廢氣溫度穩(wěn)定在特定的溫度范圍內(nèi)，并且除添加燃?xì)夂秃辖餷流入到噴嘴陣列中之外還可借助旋風(fēng)加入另外的燃?xì)饣蜉d氣來(lái)吸收熱，如圖1和圖4所示。根據(jù)具體實(shí)施方式，在不同燃燒過(guò)程中可通過(guò)過(guò)量氣體來(lái)控制廢氣溫度，使得其可高于反應(yīng)產(chǎn)物或其混合物的熔融溫度。

利用由下游工藝步驟冷卻的廢氣的再循環(huán)，可將一氧化碳富集在廢氣中。在此，根據(jù)具體實(shí)施方式，可提取一定比例的廢氣，并由此獲得的一氧化碳和二氧化碳的氣體混合物，其具有明顯更高比例的一氧化碳。通過(guò)下游的氣體分離可從二氧化碳凈化一氧化碳，并且二氧化碳可在循環(huán)中或在燃燒器中進(jìn)一步使用。

在爐中，通過(guò)產(chǎn)物氣體co的回收可再次使燃燒溫度下降。燃燒溫度的下降也可通過(guò)co2的過(guò)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，該過(guò)量必須比化學(xué)計(jì)量的量高約16倍，使得產(chǎn)物氣體co在過(guò)量的co2中被很大程度地稀釋。因此，根據(jù)具體實(shí)施方式有意義的是，將一部分產(chǎn)物氣體co回收到燃燒器中并且作為熱壓艙物(thermischenballast)用于降低溫度。在此優(yōu)選的是，通過(guò)回收恒定量的廢氣和載氣的混合物作為載氣來(lái)調(diào)節(jié)特定的反應(yīng)溫度。在該情況下不會(huì)形成必須費(fèi)力分開(kāi)的co/co2-混合物。產(chǎn)物氣體大部分由co構(gòu)成并且僅有很少的由co2造成的雜質(zhì)。在靜態(tài)下將大部分的co輸入循環(huán)并且從該循環(huán)中正好導(dǎo)出正如通過(guò)co2和li/na的反應(yīng)(一般地，也可與正電性金屬合金的反應(yīng))隨后生成的那么多的co。例如，這樣的循環(huán)可在以下情形中得到，即當(dāng)co以90體積％或更多的比例用作載氣時(shí)，基于廢氣和載氣的混合物。因此可持續(xù)地向燃燒過(guò)程進(jìn)料適合量的二氧化碳，而與之相對(duì)地，可不斷地從循環(huán)中提取相應(yīng)量的一氧化碳作為有用產(chǎn)物。

在圖5中還示例性地示出了相應(yīng)的反應(yīng)流程圖。在co2脫除101中，從例如來(lái)自燃燒發(fā)電廠如燃煤發(fā)電廠的廢氣100中脫除二氧化碳，然后在步驟102中二氧化碳與合金燃燒，其中使用co作為載氣。這形成碳酸鹽的混合物103，并且任選地在分離104之后可將包括co2和co的廢氣和載氣的混合物引導(dǎo)經(jīng)過(guò)鍋爐105，借助鍋爐105使蒸汽輪機(jī)106以及進(jìn)而發(fā)電機(jī)107運(yùn)轉(zhuǎn)。將廢氣回收108作為載氣，其中可在步驟109中排出co。

根據(jù)第三示例性實(shí)施方式中，在圖1所示的設(shè)備中可使用氮?dú)庾鳛槿細(xì)夂洼d氣。所使用的合金l例如為鋰和鎂的合金，例如以液體的形式。合金l被進(jìn)料至多孔燃燒器3，然后與燃?xì)庵苯臃磻?yīng)?？赡苄枰婞c(diǎn)火或額外的點(diǎn)火燃燒器。

合金l的燃燒在多孔燃燒器3中以化學(xué)計(jì)量所需的氮?dú)饬窟M(jìn)行，其中也可選擇略超過(guò)或略低的化學(xué)計(jì)量的比(例如，n2:合金l之比為0.95:1至1:0.95)。

在第二步驟中，在反應(yīng)器6的中間部分，將燃燒產(chǎn)物與載氣如氮?dú)饣旌?，該載氣通過(guò)噴嘴5吹入反應(yīng)器6中。由此產(chǎn)生旋風(fēng)，這導(dǎo)致固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)器壁處回旋并且主要沉積在那里。此處，進(jìn)料裝置可在強(qiáng)放熱反應(yīng)中用于冷卻，由此設(shè)備不會(huì)過(guò)熱，其中溫度下限可為形成的鹽混合物的熔點(diǎn)。如果用不同于氮?dú)獾臍怏w例如空氣或二氧化碳或其它氣體來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)所述旋風(fēng)，則還可在反應(yīng)產(chǎn)物中生成氧化物或碳酸鹽。在液態(tài)和/或固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物沉積之后(該沉積可通過(guò)格柵6'來(lái)改善)，廢氣例如被引導(dǎo)到鍋爐中并且用于蒸發(fā)水，以便隨后驅(qū)動(dòng)具有下游連接的發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)或運(yùn)轉(zhuǎn)其它技術(shù)裝置(例如熱交換器)。然后，在該過(guò)程之后冷卻的廢氣可例如再次用于在反應(yīng)器6中產(chǎn)生旋風(fēng)。由此利用了在鍋爐中的蒸發(fā)過(guò)程之后的廢氣余熱，并且僅需要例如通過(guò)空氣分解來(lái)得到燃燒所需的化學(xué)計(jì)量的氮?dú)饬俊?/p>

根據(jù)具體實(shí)施方式，燃燒可用一定的過(guò)量燃?xì)膺M(jìn)行，例如燃?xì)馀c合金l的摩爾比大于1.01:1、優(yōu)選地大于1.05:1、更優(yōu)選地5:1或更大、甚至進(jìn)一步優(yōu)選地10:1或更高、例如甚至100:1或更大，以便將廢氣溫度穩(wěn)定在特定的溫度范圍內(nèi)，并且除添加燃?xì)夂秃辖餷流入到噴嘴陣列中之外還可借助旋風(fēng)加入另外的燃?xì)饣蜉d氣來(lái)吸收熱，如圖1和圖4所示。

圖6中示例性地示出了相應(yīng)的反應(yīng)流程圖。在空氣分解201中從空氣200中分離氮?dú)?，然后在步驟202中氮?dú)馀c合金l一起燃燒，其中使用例如同樣來(lái)自空氣分解201的氮?dú)庾鳛檩d氣。這形成氮化鋰和氮化鎂的氮化物鹽混合物203，以及包括n2204的廢氣和載氣的混合物可被引導(dǎo)通過(guò)鍋爐205，借助于該鍋爐205運(yùn)轉(zhuǎn)蒸汽輪機(jī)206以及進(jìn)而運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)207。將廢氣回收208作為載氣?？赏ㄟ^(guò)水解209從氮化物鹽混合物203獲得氨210，其中生成氫氧化物211，其可與二氧化碳反應(yīng)得到碳酸鹽212。

根據(jù)第四示例性實(shí)施方式，可能的是，例如在使用空氣作為燃?xì)獾那闆r下，使用串聯(lián)連接的兩個(gè)反應(yīng)器，例如兩個(gè)旋風(fēng)反應(yīng)器，其中在第一旋風(fēng)反應(yīng)器中可用合金和來(lái)自空氣的氧氣制備金屬氧化物混合物，廢氣主要包括氮?dú)?，然后該廢氣可在第二旋風(fēng)反應(yīng)器中作為燃?xì)馀c合金l反應(yīng)得到金屬氮化物。在此，氮?dú)饫缈捎米鬏d氣，其也可由第一廢氣獲得或者可以是第一廢氣本身(例如當(dāng)其處于循環(huán)中時(shí))。

第五示例性實(shí)施方案示于圖5中，其中反應(yīng)器類似于圖1所示的反應(yīng)器。將合金l如na/k經(jīng)由多孔燃燒器3任選地在室溫下以液態(tài)的形式進(jìn)料至旋風(fēng)反應(yīng)器6(6a，6b)，并且通過(guò)進(jìn)料裝置1進(jìn)料燃?xì)馊缍趸?。特別有利的是，在高的氣體速度的位置處將燃料噴射到旋風(fēng)反應(yīng)器6(6a，6b)中，從而使液態(tài)金屬液滴容易地從多孔燃燒器3脫離。通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量可調(diào)節(jié)廢氣溫度。這應(yīng)當(dāng)有利地選擇，使得生成的鹽混合物保持液態(tài)。在此，與熔融溫度為900℃的碳酸鉀和熔融溫度為858℃的碳酸鈉相比，鹽混合物的熔融溫度可降低至約700℃。在燃燒之后，這些反應(yīng)產(chǎn)物被旋風(fēng)分開(kāi)，將合金l的鹽產(chǎn)物例如以液體的形式在反應(yīng)器出口處取出并收集在用于固態(tài)和液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的容器15中。通過(guò)熱交換器12可在反應(yīng)器下端處、例如在反應(yīng)器壁處(熔鹽從那里流走)從這些反應(yīng)產(chǎn)物獲得熱能，然后該熱能可通過(guò)蒸汽輪機(jī)13和發(fā)電機(jī)14轉(zhuǎn)化為電能。以此方式可將在壓力下導(dǎo)出的、熱的且無(wú)顆粒的氣體高效率地轉(zhuǎn)化為電。廢氣被引導(dǎo)通過(guò)卸料裝置8到達(dá)膨脹渦輪機(jī)16中，從中可再次利用發(fā)電機(jī)14'獲得電能。在反應(yīng)氣體中的co2過(guò)量的情況下，廢氣在從膨脹渦輪機(jī)16離開(kāi)之后可作為反應(yīng)氣體被回收至旋風(fēng)反應(yīng)器6并以此可增加廢氣中的co濃度。因此，通過(guò)回收器18進(jìn)行廢氣的回收，該廢氣又可以作為載氣再次用于旋風(fēng)反應(yīng)器6(6a，6b)中。此外，例如在使用co2作為燃?xì)夂蚦o作為載氣和燃燒產(chǎn)物的情況下，廢氣可以經(jīng)由提取端口取出并且進(jìn)料至廢氣分離器17。

第六示例性實(shí)施例在圖6中示出，其中替代多孔燃燒器3，合金l的霧化在進(jìn)料裝置2的端部發(fā)生，并且隨后在反應(yīng)室30中與來(lái)自進(jìn)料單元1的燃?xì)獍l(fā)生反應(yīng)。之后，將生成的反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到旋風(fēng)反應(yīng)器6(6a，6b)中。即使反應(yīng)室30在圖6中側(cè)向連接，其也可以其它方式例如從上方連接至旋風(fēng)反應(yīng)器，只要反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)受旋風(fēng)分離即可。

本發(fā)明描述了適合地使用正電性金屬合金作為材料型儲(chǔ)能器，所述儲(chǔ)能器可利用可再生電能(過(guò)量生產(chǎn))以電化學(xué)方式來(lái)制造(充電過(guò)程)。所述儲(chǔ)能器的放電可在二氧化碳、氮?dú)?、氧氣、空氣、大氣等中以燃燒過(guò)程的形式實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)具體實(shí)施方式，通過(guò)本發(fā)明可借助使用旋風(fēng)(旋風(fēng)分離器)和以液體形式排出鹽混合物來(lái)確保氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)中生成的鹽的分離。此外，由于使用了正電性金屬的合金l和與單獨(dú)的金屬化合物相比在燃燒時(shí)形成的鹽混合物的較低的熔融溫度，燃燒反應(yīng)也可在較低的溫度下建立并且進(jìn)而避免了使用昂貴的燃燒室材料，同時(shí)確保以液體的形式排出鹽混合物。在燃燒中釋放的熱能再轉(zhuǎn)化為電能例如既可通過(guò)對(duì)于任選地在壓力和高溫下導(dǎo)出的氣體使用膨脹渦輪機(jī)，又可通過(guò)在反應(yīng)器壁處的熱交換器和隨后蒸汽輪機(jī)來(lái)進(jìn)行。

通過(guò)本發(fā)明的設(shè)備的構(gòu)造，特別是通過(guò)使用多孔燃燒管，可以簡(jiǎn)單的方式從形成的廢氣中分離固態(tài)或液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物或其混合物，并且進(jìn)而將廢氣進(jìn)料用于例如燃?xì)廨啓C(jī)或膨脹機(jī)渦輪機(jī)，熱交換器，或鍋爐中。此外，以該方式還可將整個(gè)燃燒裝置構(gòu)造得更為緊湊，并且可通過(guò)燃燒過(guò)程的定位將該燃燒配置得對(duì)于設(shè)備更為緩和。

此外，該裝置，例如像爐那樣的反應(yīng)器，可在升高的操作壓力下運(yùn)行，并且因此燃燒和沉積過(guò)程可與后繼步驟的相應(yīng)條件匹配。在具體實(shí)施方式中，區(qū)分(劃分)用于形成旋風(fēng)的燃?xì)夂洼d氣的可能性使得能夠在釋放熱之后回收廢氣。用這種構(gòu)造可容易地實(shí)現(xiàn)循環(huán)。氣體混合物也可以作為燃?xì)夂洼d氣。通過(guò)在工藝步驟之后回收廢氣，可節(jié)省能量和材料。