[发明专利]一种增压富氧煤燃烧烟气冷凝热回收系统

说明书

技术领域

本发明属于能源技术应用与CO₂捕集领域，具体涉及一种充分利用烟气显热和潜热加热锅炉给水的增压富氧煤燃烧烟气冷凝热回收系统。

背景技术

传统的煤粉燃烧电站锅炉的排烟温度大约在110-140℃，煤中含有的水分和其中的氢元素燃烧产生水蒸汽以及燃烧空气携带的水分，烟气中水蒸汽的容积份额大约为10-15％，常压下水分凝结温度为45-55℃，此凝结热不适于热力系统回收利用，只能抛弃，在约120℃排烟温度下，排烟损失高达6-7％，是常压煤粉燃烧锅炉最大的热损失。

采用增压富氧燃烧的整体化发电系统使燃烧与捕集CO₂的全过程均在约6.0-8.0MPa的压力下完成，在此高压下，锅炉排烟中的水分凝结温度提高到200℃左右，因此，可采用锅炉排烟冷凝器，将原本无法利用的水分凝结热量加热锅炉给水，替代了汽轮机加热给水的部分抽汽，大大减少了锅炉排烟损失，也增加了汽轮机出力，同时简化了捕集CO₂流程中的脱水工艺。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种将增压富氧煤燃烧烟气的冷凝热用于加热锅炉给水、替代部分汽轮机抽汽的增压富氧煤燃烧烟气冷凝热回收系统。

本发明采用的技术方案为：高压流化床锅炉有三个入口，分别通入O₂、CO₂和煤；高压流化床锅炉的高温烟气出口连接到省煤器的烟气入口，省煤器的烟气出口连接到高压烟气冷凝器的烟气入口，高温烟气的冷凝过程在高压烟气冷凝器中完成；高压流化床锅炉的蒸汽出口连接到汽轮机，然后依次经过凝汽器、凝结水泵连接到高压烟气冷凝器的水入口，高压烟气冷凝器的水出口经过给水加热系统连接到省煤器的水入口，汽轮机带动发电机发电；省煤器的水出口连接到高压流化床锅炉的给水入口。

所述高温烟气为高压富氧煤燃烧产生的烟气，主要成分为CO₂和水蒸汽。

所述O₂由空气分离装置制取。

所述CO₂由高温烟气经高压烟气冷凝器冷凝后的部分CO₂获得，在系统中循环使用，其余CO₂压缩液化。

所述高压烟气冷凝器利用汽轮机凝结水来冷却所述高温烟气，并回收烟气中水蒸汽的汽化潜热。

所述高温烟气冷凝器为高压容器，能承受6.0-8.0MPa的压力。

本发明的有益效果为：烟气是高压富氧煤燃烧产生的烟气，其主要成分是CO₂和水蒸汽，二者的容积份额为95％以上，且CO₂和水蒸汽在高压下都是易液化的气体，因此在计算烟气中水蒸汽的露点及凝结放热量的过程中必须采用实际气体状态方程；利用汽轮机凝结水来回收烟气的冷凝热，减小了排烟热损失，同时，替代部分汽轮机抽汽，增加汽轮机的出力，简化了捕集CO₂流程中的烟气脱水工艺，有效提高了燃煤火力发电装置整合CO₂捕集的整体系统经济性。

附图说明

图1为本发明所述系统的结构示意图。

图中标号：

1-高压流化床锅炉；2-省煤器；3-汽轮机；4-发电机；5-凝汽器；6-凝结水泵；7-高压烟气冷凝器；8-给水加热系统；9-空气分离装置。

具体实施方式

本发明提供了一种增压富氧煤燃烧烟气冷凝热的回收系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，高压流化床锅炉1有三个入口，分别通入O₂、CO₂和煤，其中，O₂由空气分离装置9制取。高压流化床锅炉1的高温烟气出口连接到省煤器2的烟气入口，省煤器2的烟气出口连接到高压烟气冷凝器7的烟气入口；高压流化床锅炉1的蒸汽出口连接到汽轮机3，然后依次经过凝汽器5、凝结水泵6连接到高压烟气冷凝器7的水入口，高压烟气冷凝器7的水出口经过给水加热系统8连接到省煤器2的水入口，汽轮机3带动发电机4发电；省煤器2的水出口连接到高压流化床锅炉1的给水入口。