[发明专利]一种将水蒸气应用于提高烟气中二氧化碳捕捉效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉环保技术领域，特别是一种将水蒸气应用于提高烟气中二氧化碳捕捉效率的方法。

背景技术

燃料燃烧排放的污染物是大气污染物的主要部分，烟气成分主要是CO₂、少量的水蒸汽、少量的O₂、N₂以及污染物NOx和SO₂。随着能源需求的快速增长和燃料使用量的急剧增加，导致温室气体CO₂在自然界的累积量不断加大，控制燃料燃烧过程CO₂的排放，对于应对温室效应和全球变暖具有重要的作用。特别是对于中国，鉴于其能源结构以煤为主的特点，CO₂排放水平急剧增加并已经居于世界第一位的现状，开发高效的燃煤CO₂减排技术，控制我国燃煤CO₂排放水平，具有重大的社会意义和经济价值。

燃料燃烧技术分为富氧燃烧技术和贫氧燃烧技术，贫氧燃烧技术可抑制NOx的生成，且具有一定的节能效果，贫氧燃烧的节能原理为：对高温烟气进行循环利用，高温烟气可维持炉膛内的高温度，从而使需要供入的燃料量和空气量就得到减少。

然而，经研究发现，直接利用高温烟气进行循环仍有大量问题存在：S1、由于大量烟气的循环，导致烟气中NOx和SO₂的含量会随着循环次数的增加而不断富集，同时多次的烟气循环会增加漏风现象，并使得烟气中N₂含量增加；S2、降低贫氧燃烧烟气中CO₂的浓度，进而增加后续压缩纯化的难度，降低CO₂的捕获效率，不利于CO₂进一步开发利用；S3、大量的烟气循环会导致锅炉容易发生结垢等现象，加重锅炉维护的负担。

发明内容

本发明提供了一种将水蒸气应用于提高烟气中二氧化碳捕捉效率的方法，在有效控制NOx的生成的同时，可提高CO₂的捕捉效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为:

一种将水蒸气应用于提高烟气中二氧化碳捕捉效率的方法，包括以下步骤：

S1、对锅炉燃烧所产生的高温烟气进行余热回收，回收生成的热量将媒介水加热生成210～230℃的水蒸汽；

S2、将一次风送入锅炉的炉膛，使煤粉在燃烧第一焰区燃烧并带有旋流将煤粉送入第二焰区；其中一部分水蒸气与二次风混合，送入煤粉燃烧的第二焰区，水蒸气与二次风的体积比为1～2:38，使煤粉在燃烧第二焰区形成贫氧燃烧，在抑制NO_X生成的同时，提高烟气中二氧化碳的捕捉效果；

S3、将其中一部分水蒸气与三次风混合，送入煤粉完成整个燃烧的第三焰区，水蒸气与三次风混合的体积比为1～2:35，捕捉烟气中的二氧化碳。

进一步的，所述一次风供氧量为燃料燃烧需氧量的75～79％；所述二次风供氧量为燃料燃烧需氧量的15～19％；所述三次风供氧量为燃料燃烧需氧量的2～6％。

更优选的，所述一次风供氧量为燃料燃烧需氧量的78％；所述二次风供氧量为燃料燃烧需氧量的18％；所述三次风供氧量为燃料燃烧需氧量的4％。

进一步的，所述锅炉炉膛处于第三焰区部分设置有还原剂喷枪，还原剂喷枪将还原剂喷入第三焰区降低NO_X的排放。

进一步的，所述还原剂为氨水或尿素溶液。

本发明具有以下优点：

(1)利用高温烟气的热量加热媒介水，通过水蒸气与一次风、二次风及三次风的混合，调节炉膛中火焰的温度和锅炉换热状态，与传统的贫氧燃烧方式相比，不再利用循环烟气的使用，避免了烟气中NOx和SO₂的含量会随着循环次数的增加而不断富集，同时提高了CO₂的捕获效率；

(2)严格控制一次风、二次风及三次风的送氧量，有效抑制热力型NOx形成；

(3)避免了烟气的多次循环，减轻了锅炉的负担，具有节能环保的优势；

(4)有利于烟气中CO₂的回收再利用，节约成本，实现了循环经济的发展。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以下实施例：

实施例1

一种将水蒸气应用于提高烟气中二氧化碳捕捉效率的方法，结合图1所示，包括以下步骤：