[发明专利]循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床温烟气循环氧燃烧捕捉CO₂的方法，属于节能、环保工程的技术领域。

背景技术

由于化石燃料燃烧而排放的大量温室气体CO₂对环境造成的危害已引起了全球的高度关注。在众多的CO₂分离捕集技术当中，氧燃烧技术作为一种新型的可低成本分离回收CO₂且污染物排放较低的全新理念的燃烧方式已引起了各国研究者的重视。将其与循环流化床洁净煤燃烧技术结合的循环流化床氧燃烧技术具有广泛的应用前景。其与煤粉炉氧燃烧技术相比优势有三：

1.烟气循环量可大幅降低，锅炉体积相应变小；

2.可实现SO₂/NO_x的炉内协同脱除，勿需尾部烟气处理装置；

3.勿需开发新型燃烧器，等等。

但也存在一定缺点，高O₂浓度燃烧带来的炉膛体积变小使得炉内受热面的布置存在困难；而温度过高则会偏离循环流化床锅炉的最佳运行，降低脱硫效率。

为了解决上述问题，提出一种基于温烟气循环的循环流化床氧燃烧捕捉CO₂的方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是公开一种循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法。该方法加强了炉内辐射换热量，提高了锅炉的燃烧效率和脱硫效率，可实现气态污染物的近零排放，同时可降低空气分离装置和二氧化碳压缩器的能耗，提高发电效率。

技术方案：本发明的循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法为：将燃料仓内的燃料和脱硫剂仓内的脱硫剂加入循环流化床炉膛燃烧，所产生的烟气经尾部受热面换热后，加热由空气分离装置分离空气制得的氧气进而产生温度为140℃-150℃的温烟气，用30％-70％的温烟气与加热后氧气混合后分为一次氧化剂和二次氧化剂送回到循环流化床炉膛进行循环燃烧，剩余的温烟气送入除尘器除尘，然后经多级冷凝器除水和压缩器压缩得到体积浓度95％以上的二氧化碳，实现资源化利用或者封存。

送回是循环流化床炉膛进行循环燃烧的温烟气富含水蒸气、夹带未燃碳和活性脱硫剂。

由空气分离装置分离空气制得的的氧气浓度为96.5％-98.5％。

有益效果：

1.与循环流化床冷烟气(通常温度＜100℃)循环氧燃烧相比，实现了能量的合理利用，使锅炉热效率提高。

2.与循环流化床冷烟气循环氧燃烧相比，炉内烟气成分中的水蒸气含量提高，增强了炉内的辐射换热。

3.与除尘后的烟气循环循环流化床氧燃烧相比，实现了烟气内飞灰的再循环，可提高燃烧效率和脱硫效率。

4.与其他O₂浓度的氧燃烧相比，降低了制氧功耗和CO₂压缩功耗，提高了发电效率。

附图说明

图1为循环流化床温烟气循环氧燃烧减排CO₂的方法的示意图。

具体实施方式

将燃料和脱硫剂加入循环流化床锅炉燃烧，所产生的烟气经过尾部受热面换热后加热由空气分离装置制得的O₂(浓度为96.5％-98.5％)产生140℃-150℃的温烟气，用上述温烟气中的30％-70％和O₂混合作为氧化剂送回到炉内进行循环燃烧，剩余的温烟气送入除尘器除尘，然后经多级冷凝除水和压缩得到高浓度CO₂(大于95％)，实现资源化利用或者封存。该系统中由于循环烟气中水蒸气的存在，有效加强了炉内辐射换热量，解决了循环流化床氧燃烧锅炉对流换热量不足的问题；同时循环烟气中携带的未燃碳和未反应的活性脱硫剂进入炉内，提高了锅炉的燃烧效率和脱硫效率，可实现气态污染物的近零排放。制氧浓度为96.5％-98.5％，优化了制氧功耗和CO₂压缩功耗，使制氧功耗和CO₂压缩功耗之和最小，降低了厂用电，提高了发电效率。如此形成了循环流化床温烟气循环氧燃烧捕捉CO₂的方法。