本發(fā)明屬于顆?；旌衔锓蛛x技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器。

背景技術(shù)：

顆粒混合物的分離裝置可分為機(jī)械類和非機(jī)械類。

機(jī)械類的分離器，如振篩機(jī)等。振篩的原理是利用振動提供分離的能量，通過篩網(wǎng)來分離不同粒徑的顆粒，成本低，過程簡單，但不能分離兩種粒徑接近，顆粒密度不一樣的顆粒，另外篩分不夠充分，長時間振曬，易造成顆粒破碎。其它類型的機(jī)械類分離器主要基于顆粒的粒徑和密度區(qū)別，通過采用離心的方法，將顆粒分離?？傮w來說，機(jī)械類的顆粒分離器不能耐受較高的溫度，并且易磨損，且分離不夠充分，應(yīng)用范圍有限。

非機(jī)械類的顆粒分離裝置主要以流化床為主。采用液體為流態(tài)介質(zhì)的流化床已經(jīng)應(yīng)用礦石浮選及洗煤等過程中，其分離過程較慢并且只能在常溫下進(jìn)行[Olivieri G,Marzocchella A,Salatino P.A fluid-bed continuous classifier of polydisperse granular solids[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2009,40(6):638-644.]。采用空氣和重介質(zhì)顆粒為流化介質(zhì)，可以對煤礦等進(jìn)行干法浮選[Tang L G,Zhao Y M,Luo Z F,et al.The Effect of Fine Coal Particles on the Performance of Gas–Solid Fluidized Beds[J].International Journal of Coal Preparation&Utilization,2009,29(5):265-278.]，但難以應(yīng)用于類似于化學(xué)鏈燃燒的顆粒連續(xù)分離過程。另外，上述采用流化床的分離方法，均是在密相區(qū)中發(fā)生分離，由于顆粒之間的碰撞作用，總有一部分輕顆粒被重顆粒夾帶，造成輕顆粒的分離效率不高[1.Sun H,Cheng M,Chen D,et al.Experimental Study of a Carbon Stripper in Solid Fuel Chemical Looping Combustion[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2015,54(35):8743-8753.2.Sun H,Cheng M,Li Z,et al.Riser-Based Carbon Stripper for Coal-Fueled Chemical Looping Combustion[J].INDUSTRIAL&ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH,2016,55(8):2381-2390.]。

空氣分級器已經(jīng)被廣泛地研究和應(yīng)用[Shapiro M,Galperin V.Air classification of solid particles:a review[J].Chemical Engineering and Processing:Process Intensification,2005,44(2):279-285.]。主要采用重力場或離心力場，并通過氣固之間的曳力，對不同粒徑或密度的顆粒進(jìn)行分離。其分離過程仍然存在著顆粒分離效率不高的問題，主要原因是在分級器中顆粒群未充分分散，顆粒之間的碰撞較為劇烈，從而降低了分級器的分離效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器。

該環(huán)形流化床分離器，中心提升管1的上端伸入環(huán)形流化床2內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床2分為下部的環(huán)形區(qū)域101和上部的圓柱形區(qū)域102；在中心提升管1和環(huán)形流化床2的底部分別設(shè)有中心提升管進(jìn)風(fēng)口11和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口13，并在中心提升管1和環(huán)形流化床2內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有中心提升管布風(fēng)板12和環(huán)形流化床布風(fēng)板14；

在中心提升管1底部，位于中心提升管布風(fēng)板12上方一定高度設(shè)有進(jìn)料口5，供料罐6依次經(jīng)過截止閥7和球形閥8連接至進(jìn)料口5；

在環(huán)形流化床2的環(huán)形區(qū)域101底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板14上方一定高度設(shè)有重顆粒出口3，所述重顆粒出口3與重顆粒收集罐4連接；

環(huán)形流化床2的頂部為氣流出口，連接至旋風(fēng)分離器9，所述旋風(fēng)分離器9的顆粒出口連接至輕顆粒收集罐10；

該分離器由空氣壓縮機(jī)15提供氣量，并通過氣體流量計(jì)19對氣速進(jìn)行控制。

所述中心提升管1的上端伸入環(huán)形流化床2內(nèi)部的方式為：依次經(jīng)過環(huán)形流化床2的底面及環(huán)形流化床布風(fēng)板14進(jìn)入；或經(jīng)過環(huán)形流化床布風(fēng)板14上方的環(huán)形流化床2側(cè)壁進(jìn)入。

所述空氣壓縮機(jī)15提供的壓縮空氣依次經(jīng)過壓縮空氣儲罐16、空氣凈化器17和減壓閥18后分為兩路，該兩路壓縮空氣分別通過氣體流量計(jì)19連接至中心提升管進(jìn)風(fēng)口11和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口13。

該環(huán)形流化床分離器分離顆?；旌衔锓椒椋?/p>

(1)采用中心提升管1對顆粒群進(jìn)行一次分散：顆?；旌衔镉蛇M(jìn)料口5進(jìn)入中心提升管1，形成快速流化床，顆?；旌衔锝?jīng)過快速流態(tài)化，進(jìn)行一次分散。

(2)顆粒群隨氣流上升進(jìn)入到空間較大的環(huán)形流化床2，進(jìn)行二次分散：顆粒群由中心提升管1的上端出口噴出，形成類似于“噴泉”的形狀，進(jìn)入圓柱形區(qū)域102。一部分顆粒被氣體攜帶或通過慣性作用上升，在圓柱形區(qū)域102中形成稀相區(qū)，在稀相區(qū)中，重顆粒和輕顆粒通過重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，重顆粒依靠自身重力落入環(huán)形區(qū)域101，輕顆粒隨氣流上升。另外一部分顆粒則在重力或碰撞的作用下，落入環(huán)形區(qū)域101；在環(huán)形區(qū)域101內(nèi)，靠近兩壁面的區(qū)域，重顆粒濃度較大，形成一個類似于環(huán)形的結(jié)構(gòu)，顆粒群向下流動至環(huán)形區(qū)域101的底部；兩壁面之間的中心區(qū)域，輕顆粒濃度較大，形成上述環(huán)形結(jié)構(gòu)的中心，該中心區(qū)域中的重顆粒和輕顆粒通過重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，輕顆粒隨氣流上升，重顆粒由于自身重力下降至環(huán)形區(qū)域101的底部；在環(huán)形區(qū)域101的底部，顆粒團(tuán)有一定的停留時間，并在該底部區(qū)域經(jīng)歷破碎過程，輕顆粒在該過程中與重顆粒分離，重顆粒由重顆粒出口3出料，由重顆粒收集罐4收集，輕顆粒則被氣體攜帶上升。

輕顆粒被氣流攜帶上升至環(huán)形流化床2頂部的氣流出口，進(jìn)入旋風(fēng)分離器9，使輕顆粒與氣體分離，并被輕顆粒收集罐10收集。

優(yōu)選地，中心提升管1的氣速u₁＝(2～5)u_t,H；環(huán)形流化床2中的氣速選擇為：環(huán)形區(qū)域101的氣速u₂＝(0.8～1)u_t,H；圓柱形區(qū)域102的氣速u₃＝(0.8～1)u_t,H；其中u_t,H為重顆粒的終端速度。環(huán)形流化床2中選擇的氣速接近重顆粒的終端速度，目的是最大化輕顆粒的分離，并同時避免重顆粒被氣體攜帶進(jìn)入上部的量。

上述一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器在有輕重兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)中的應(yīng)用。

基于上述一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器，本發(fā)明提供了一種輕重兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)器系統(tǒng)：

中心提升管1的上端垂直伸入環(huán)形流化床2內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床2分為下部的環(huán)形區(qū)域101和上部的圓柱形區(qū)域102；中心提升管1的下端與緩沖罐21連接，緩沖罐21的進(jìn)料口通過連接管與反應(yīng)器20的固相出口連通；環(huán)形流化床2頂部的氣流出口與反應(yīng)器20的頂部連通，反應(yīng)器20上端側(cè)壁氣流出口與第一個旋風(fēng)分離器9連接，該旋風(fēng)分離器9的顆粒出口通過U型返料閥23連通至反應(yīng)器20側(cè)壁的輕顆粒返料口；

在環(huán)形流化床2的環(huán)形區(qū)域101底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板14上方設(shè)有重顆粒出口3，重顆粒出口3通過U型返料閥23與再生器22的進(jìn)料口連通；再生器22頂部出口與提升管26連接，提升管26的頂部出口與第二個旋風(fēng)分離器9連接，該旋風(fēng)分離器9的顆粒出口通過U型返料閥23連通至反應(yīng)器20側(cè)壁的重顆粒返料口；

在反應(yīng)器20、再生器22、緩沖罐21、中心提升管1、環(huán)形流化床2以及各U型返料閥23的底部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，并在反應(yīng)器20、再生器22、緩沖罐21、環(huán)形流化床2以及各U型返料閥23的內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有布風(fēng)板。

該氣固反應(yīng)器系統(tǒng)的進(jìn)氣種類根據(jù)應(yīng)用背景決定。

本發(fā)明的有益效果為：

1.采用環(huán)形流化床結(jié)合中心提升管作為輕重顆粒的分離裝置，并通過控制環(huán)形流化床中氣固流態(tài)結(jié)構(gòu)，調(diào)控顆粒的受力，從而達(dá)到對顆粒高效地分離。

2.采用一定長度的中心提升管，將物料快速流態(tài)化，極大提高了顆粒之間的分散情況，為顆粒群在環(huán)形流化床中的分離打下了良好基礎(chǔ)。另外分散的物料進(jìn)入環(huán)形流化床中的環(huán)形區(qū)域中進(jìn)一步分離。在環(huán)形區(qū)域中，靠近壁面的重顆粒濃度較大，在兩壁面之間的中心區(qū)域輕顆粒濃度較大，從而大大降低了顆粒之間的碰撞作用，進(jìn)而分離效率較高。以及在環(huán)形區(qū)域底部，輕顆粒濃度明顯減小，顆粒團(tuán)在該底部區(qū)域停留一段時間進(jìn)行碰撞破碎后，進(jìn)行輕重顆粒的分離。這是與傳統(tǒng)的流化床分離顆粒(床料量多，顆粒分離處于密相區(qū))最顯著的區(qū)別。

3.通過對環(huán)形流化床、中心提升管的氣速控制，以及優(yōu)化相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)對氣固兩相流態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)控。其中環(huán)形流化床的設(shè)計(jì)氣速接近重顆粒的終端速度，大大提高了輕顆粒的分離效率。

4.在常溫或高溫(850-950℃)的條件下，該環(huán)形流化床分離器均可連續(xù)快速地對輕重顆?；旌衔镞M(jìn)行高效率分離，可廣泛應(yīng)用于礦石浮選，去除礦石中的雜質(zhì)顆粒，得到精礦；煤的浮選，去除煤中的礦物質(zhì)，初步脫硫并富集有機(jī)質(zhì)。

5.該環(huán)形流化床分離器可以耦合進(jìn)循環(huán)流化床反應(yīng)器系統(tǒng)，并能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。將本裝置應(yīng)用于兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)過程，如固體燃料化學(xué)鏈燃燒/氣化過程中載氧體顆粒與燃料顆粒的連續(xù)快速分離、吸收增強(qiáng)式CO水氣變換反應(yīng)過程中催化劑顆粒與吸收劑顆粒的連續(xù)快速分離、吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整制取氫氣反應(yīng)過程中催化劑顆粒與吸收劑顆粒的連續(xù)快速分離。

附圖說明

圖1為一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器的示意圖。

圖2為一種顆?；旌衔锏沫h(huán)形流化床分離器的工作原理示意圖。

圖3為環(huán)形流化床中顆粒群分布狀態(tài)圖。

圖4為顆?；旌衔镔|(zhì)量流率對(a)塑料顆粒分離效率、(b)鈦鐵礦顆粒分離效率和(c)顆?；旌衔锓蛛x程度的影響。

圖5為一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器應(yīng)用于氣固反應(yīng)器系統(tǒng)的示意圖。

標(biāo)號說明：

1-中心提升管 2-環(huán)形流化床

3-重顆粒出口 4-重顆粒收集罐

5-進(jìn)料口 6-供料罐

7-截止閥 8-球形閥

9-旋風(fēng)分離器 10-輕顆粒收集罐

11-中心提升管進(jìn)風(fēng)口 12-中心提升管布風(fēng)板

13-環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口 14-環(huán)形流化床布風(fēng)板

15-空氣壓縮機(jī) 16-壓縮空氣儲罐

17-空氣凈化器 18-減壓閥

19-氣體流量計(jì) 20-反應(yīng)器

21-緩沖罐 22-再生器

23-U型返料閥 24-進(jìn)氣口

25-布風(fēng)板 26-提升管

101-環(huán)形區(qū)域 102-圓柱形區(qū)域

F_d,H-重顆粒所受氣固曳力 F_d,L-輕顆粒所受氣固曳力

F_c,H-重顆粒所受碰撞力 F_c,L-重顆粒所受碰撞力

m_H-重顆粒的質(zhì)量 m_L-輕顆粒的質(zhì)量

g-重力加速度

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

實(shí)施例1

礦石的富集與浮選：常溫下鈦鐵礦顆粒和輕質(zhì)顆粒的分離。

圖1所示為一種顆粒混合物的環(huán)形流化床分離器，中心提升管1的上端由環(huán)形流化床2的底面伸入環(huán)形流化床2內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床2分為下部的環(huán)形區(qū)域101和上部的圓柱形區(qū)域102；在中心提升管1和環(huán)形流化床2的底部分別設(shè)有中心提升管進(jìn)風(fēng)口11和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口13，并在中心提升管1和環(huán)形流化床2內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有中心提升管布風(fēng)板12和環(huán)形流化床布風(fēng)板14。

在中心提升管1底部，位于中心提升管布風(fēng)板12上方一定高度設(shè)有進(jìn)料口5，供料罐6依次經(jīng)過截止閥7和球形閥8連接至進(jìn)料口5。

在環(huán)形流化床2的環(huán)形區(qū)域101底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板14上方一定高度設(shè)有重顆粒出口3，重顆粒出口3與重顆粒收集罐4連接。

環(huán)形流化床2的頂部為氣流出口，連接至旋風(fēng)分離器9，旋風(fēng)分離器9的顆粒出口連接至輕顆粒收集罐10。

該分離器由空氣壓縮機(jī)15提供氣量，空氣壓縮機(jī)15提供的壓縮空氣依次經(jīng)過壓縮空氣儲罐16、空氣凈化器17和減壓閥18后分為兩路，該兩路壓縮空氣分別通過氣體流量計(jì)19連接至中心提升管進(jìn)風(fēng)口11和環(huán)形流化床進(jìn)風(fēng)口13，通過氣體流量計(jì)19對中心提升管1和環(huán)形流化床2中的氣速進(jìn)行控制。

分離器的主要尺寸參數(shù)如圖2所示，中心提升管1的長度L需保證顆粒群能夠被氣體盡可能的分散開，要求L>0.5m。圓柱形區(qū)域102的長度L₂需要滿足：(1)有足夠的高度空間以利于分離，(2)保證粗顆粒不能運(yùn)動至分離器頂端；通常L₂>1m。環(huán)形區(qū)域101的長度L₁則需要保證顆粒群有足夠的分離時間，要求L₂>0.5m。物料的進(jìn)料口5和重顆粒出口3離底部布風(fēng)板的距離H_in、H_out均在10-200mm之間。對于分離器中的直徑參數(shù)，與所處理的混合物質(zhì)量流率相關(guān)聯(lián)，固體質(zhì)量流率越大，則所需要的管徑越大。對于處理40-200g/s的質(zhì)量流率，中心提升管1的內(nèi)徑D₁范圍在20-70mm之間，環(huán)形流化床2的內(nèi)徑D的范圍應(yīng)在70-300mm之間，進(jìn)料口5的內(nèi)徑D_in和重顆粒出口3的內(nèi)徑D_out均在20-50mm之間。

本實(shí)施例中，所用顆粒的性質(zhì)及顆?；旌衔锏男再|(zhì)分別如表1和表2所示。共有4種類型的二元顆?；旌衔?，其中鈦鐵礦為重顆粒，塑料顆粒為輕顆粒。輕顆粒占顆?；旌衔锏馁|(zhì)量比例約為7％。采用如圖1所示的分離器分別對四種二元顆?；旌衔镞M(jìn)行分離。該分離器中，中心提升管1的長度L＝1.5m，中心提升管1的內(nèi)徑D₁＝30mm，環(huán)形流化床2中環(huán)形區(qū)域101的高度L₁＝1.15m，圓柱形區(qū)域102的高度L₂＝2m，環(huán)形流化床2的內(nèi)徑D＝70mm。通過控制球形閥8和截止閥7，來控制二元顆粒混合物的質(zhì)量流率。氣速選擇為：中心提升管1的氣速u₁＝4m/s，環(huán)形區(qū)域101的氣速u₂＝1.4m/s。u₁、u₂、u₃之間滿足質(zhì)量守恒，即其中δ表示中心提升管1的管壁厚度。分離原理如圖2所示，二元顆?；旌衔镞M(jìn)入到中心提升管1中，形成快速流化狀態(tài)，進(jìn)行了一次分散。隨氣流上升進(jìn)入到環(huán)形流化床2中，顆粒進(jìn)行了二次分散。

顆粒群在環(huán)形流化床2中的分布如圖3所示。顆粒群由中心提升管1的上端出口噴出，形成類似于“噴泉”的形狀，進(jìn)入圓柱形區(qū)域102。一部分顆粒被氣體攜帶或通過慣性作用上升，在圓柱形區(qū)域102中形成稀相區(qū)，在稀相區(qū)中，鈦鐵礦顆粒和塑料顆粒通過重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，鈦鐵礦顆粒依靠自身重力落入環(huán)形區(qū)域101，塑料顆粒隨氣流上升。另外一部分顆粒則在重力或碰撞的作用下，落入環(huán)形區(qū)域101；在環(huán)形區(qū)域101內(nèi)，靠近兩壁面的區(qū)域，鈦鐵礦顆粒濃度較大，形成一個類似于環(huán)形的結(jié)構(gòu)，顆粒群向下流動至環(huán)形區(qū)域101的底部；兩壁面之間的中心區(qū)域，塑料顆粒濃度較大，形成上述環(huán)形結(jié)構(gòu)的中心，該中心區(qū)域中的鈦鐵礦顆粒和塑料顆粒通過重力與氣固曳力的作用進(jìn)行分離，塑料顆粒隨氣流上升，鈦鐵礦顆粒由于自身重力下降至環(huán)形區(qū)域101的底部；在環(huán)形區(qū)域101的底部，顆粒團(tuán)有一定的停留時間，并在該底部區(qū)域經(jīng)歷破碎過程，塑料顆粒在該過程中與鈦鐵礦顆粒分離，鈦鐵礦顆粒由重顆粒出口3出料，由重顆粒收集罐4收集，塑料顆粒則被氣體攜帶上升。塑料顆粒被氣流攜帶上升至環(huán)形流化床2頂部的氣流出口，進(jìn)入旋風(fēng)分離器9，使塑料顆粒與氣體分離，并被輕顆粒收集罐10收集。

分離結(jié)果如圖3所示。對于該尺寸的分離器，當(dāng)二元顆?；旌衔锝o料速率處于72kg/h時，輕顆粒的分離效率超過95％(輕顆粒的分離效率定義為被氣體攜帶至環(huán)形流化床分離器上部的輕顆粒質(zhì)量占進(jìn)入環(huán)形流化床分離器中總的輕顆粒質(zhì)量的比例)，重顆粒的分離效率大于70％(重顆粒的分離效率定義落至環(huán)形流化床分離器底部的重顆粒質(zhì)量占進(jìn)入環(huán)形流化床分離器中總的重顆粒質(zhì)量的比例)。輕顆粒的粒徑越大，輕顆粒的分離效率越低，越容易被重顆粒攜帶。

表1.鈦鐵礦顆粒與塑料顆粒的性質(zhì)

表2.輕重二元顆?；旌衔锏男再|(zhì)

實(shí)施例2

兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)過程：高溫下連續(xù)快速分離。

反應(yīng)器系統(tǒng)如圖4所示，中心提升管1的上端垂直伸入環(huán)形流化床2內(nèi)部一定高度，使環(huán)形流化床2分為下部的環(huán)形區(qū)域101和上部的圓柱形區(qū)域102。中心提升管1的下端與緩沖罐21連接，緩沖罐21的進(jìn)料口通過連接管與反應(yīng)器20的固相出口連通。環(huán)形流化床2頂部的氣流出口與反應(yīng)器20的頂部連通，反應(yīng)器20上端側(cè)壁氣流出口與第一個旋風(fēng)分離器9連接，該旋風(fēng)分離器9的顆粒出口通過U型返料閥23連通至反應(yīng)器20側(cè)壁的輕顆粒返料口。

在環(huán)形流化床2的環(huán)形區(qū)域101底部，位于環(huán)形流化床布風(fēng)板14上方設(shè)有重顆粒出口3，重顆粒出口3通過U型返料閥23與再生器22的進(jìn)料口連通；再生器22頂部出口與提升管26連接，提升管26的頂部出口與第二個旋風(fēng)分離器9連接，該旋風(fēng)分離器9的顆粒出口通過U型返料閥23連通至反應(yīng)器20側(cè)壁的重顆粒返料口。

在反應(yīng)器20、再生器22、緩沖罐21、中心提升管1、環(huán)形流化床2以及各U型返料閥23的底部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，并在反應(yīng)器20、再生器22、緩沖罐21、環(huán)形流化床2以及各U型返料閥23的內(nèi)部，位于各自的進(jìn)風(fēng)口上方分別設(shè)有布風(fēng)板。

采用如圖3所示的反應(yīng)器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種顆粒參與的氣固反應(yīng)過程。

先以化學(xué)鏈煤燃燒過程為例。反應(yīng)器20為燃料反應(yīng)器，再生器22為載氧體氧化反應(yīng)器。在燃料反應(yīng)器中，載氧體顆粒與煤焦顆粒均勻混合，煤焦發(fā)生氣化反應(yīng)，生成CO和H₂。產(chǎn)生的合成氣與載氧體發(fā)生反應(yīng)，使載氧體失去晶格氧。一定循環(huán)量的載氧體與煤焦混合物進(jìn)入環(huán)形流化床分離器，發(fā)生分離，煤焦顆粒被氣體攜帶進(jìn)入第一個旋風(fēng)分離器9中進(jìn)行氣固分離，分離出的煤焦顆粒經(jīng)U型返料閥23返回至燃料反應(yīng)器中繼續(xù)氣化反應(yīng)。載氧體顆粒則落入環(huán)形區(qū)域101底部并經(jīng)由U型返料閥23進(jìn)入載氧體氧化反應(yīng)器發(fā)生氧化反應(yīng)。載氧體充分氧化之后，由提升管26輸送，并經(jīng)過第二個旋風(fēng)分離器9和U型返料閥23返回至燃料反應(yīng)器。環(huán)形流化床分離器在系統(tǒng)中起到避免煤焦顆粒進(jìn)入載氧體氧化反應(yīng)器中的作用，大大提高系統(tǒng)的碳捕集效率。

再以吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整制取氫氣反應(yīng)為例(吸收增強(qiáng)式CO水氣變換反應(yīng)的例子與之類似)。反應(yīng)器20為吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整反應(yīng)器，再生器22為二氧化碳吸收劑再生反應(yīng)器。在吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整反應(yīng)器中，催化劑顆粒與二氧化碳吸收劑顆粒均勻的混合在一起，催化劑催化甲烷水蒸氣重整反應(yīng)，二氧化碳吸收劑則吸收重整反應(yīng)產(chǎn)物中的CO₂，從而大大提高氫氣的產(chǎn)率。二氧化碳吸收劑需在二氧化碳吸收劑再生反應(yīng)器中通過高溫?zé)峤忉尫臗O₂從而再生，催化劑在高溫下易燒結(jié)失活，因此兩種顆粒需要進(jìn)行分離。二元顆粒混合物通過環(huán)形流化床分離器發(fā)生分離，較輕的催化劑被氣體攜帶進(jìn)入第一個旋風(fēng)分離器9中進(jìn)行氣固分離，分離出的催化劑顆粒經(jīng)U型返料閥23返回吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整反應(yīng)器中。較重的二氧化碳吸收劑顆粒則落入環(huán)形區(qū)域101底部，并經(jīng)由U型返料閥23進(jìn)入二氧化碳吸收劑再生反應(yīng)器中高溫再生后，再經(jīng)提升管26、第二個旋風(fēng)分離器9、U型返料閥23輸送返回至吸收增強(qiáng)式甲烷水蒸氣重整反應(yīng)器中。