[发明专利]湿烟气再循环的循环流化床富氧燃烧的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及富氧燃烧技术，特别涉及一种湿烟气再循环的循环流化床富氧燃烧方法和装置。

背景技术

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是减少CO₂排放量的最可行技术之一。其中富氧燃烧技术为燃烧中的CCUS技术，具有相对成本低、易规模化、可改造存量机组等诸多优势，被认为是最有可能大规模推广和商业化应用的CCUS技术之一。

富氧燃烧技术是一种燃烧中的CO₂捕集及封存利用(CCUS)技术，在现有的传统空气气氛电站锅炉系统上，利用氧气和部分再循环烟气混合取代空气作为氧化剂，提高尾部烟气中CO₂浓度，以实现CO₂捕集的目的。利用空气分离装置制取高纯度的氧气(一般达到95％以上)，同时利用再循环风机从尾部烟道引回一部分烟气(称为再循环烟气)；将氧气和再循环烟气以一定的比例混合后通入炉膛，锅炉可以是煤粉炉或者循环流化床锅炉；锅炉燃烧后尾部排出的烟气中含有高浓度的CO₂和H₂O，以及少量的O₂和SO₂、NO_x等污染物；除了返回炉膛的部分烟气，其余部分烟气通过干燥和纯化处理，便能得到高浓度的CO₂，再经过压缩后就可以进行运输、利用或填埋，最终达到CO₂捕集和封存的目的。

专利201210058765.1、201310403707.2和201310138427.3公布了几种富氧燃烧方式，包括煤粉炉富氧燃烧和循环流化床富氧燃烧，采用的烟气再循环方式都为干烟气循环，即再循环烟气的取气点在布袋除尘器后，并在再循环烟气管道上进行降温和除水后再与氧气混合，最后注入炉膛参与燃烧。

采用干烟气再循环的循环流化床富氧燃烧系统，再循环烟气的取气点在布袋除尘器后，并在再循环烟气管道上进行降温和除水，在这过程中消耗浪费了大量的烟气热量，降低了富氧燃烧锅炉的热效率。而且在再循环烟气降温除水过程中，由于水的析出，水将和再循环烟气中高浓度的SO₂发生反应生成H₂SO₄，导致再循环烟气管道及相关设备的腐蚀，增加运行风险和成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种湿烟气再循环的循环流化床富氧燃烧的方法和装置，以解决以上所述的至少一项技术问题。

根据本发明的一方面，提供一种湿烟气再循环的循环流化床富氧燃烧的方法，包括步骤：

(1)使循环流化床炉膛出口的高温烟气依次经过高温过热器、低温过热器和省煤器后，分为两部分烟气；

(2)一部分烟气依次通过氧气预热器降温和除尘器除尘后，再经压缩纯化后进行封存或者直接利用；

(3)另一部分烟气作为再循环烟气注入循环流化床炉膛。

进一步的，步骤(1)中，高温烟气到达省煤器后端的温度为300-400℃，含水率为20％-40％。

进一步的，步骤(2)中，所述一部分烟气占烟气总量的体积比为25％-50％。

进一步的，步骤(2)中，所述压缩具体为：经过一CO₂压缩纯化系统压缩，压缩后得到CO₂浓度大于95％的液体。

进一步的，步骤(3)中另一部分烟气经过高温除尘器，再经过再循环风机进行增压，增压后和预热后的氧气进行混合得到混合气，混合气分为若干股注入循环流化床炉膛。

进一步的，所述预热后的氧气为通过所述氧气预热器进行预热。

根据本发明的另一方面，提供一种湿烟气再循环的循环流化床富氧燃烧的装置，包括循环流化床炉膛，其中

所述使循环流化床炉膛的出口依次连接高温过热器、低温过热器和省煤器后，分为两条支路；其中，一条支路依次通过氧气换热器和除尘器，再经压缩纯化装置；另一条支路连接至循环流化床炉膛。

进一步的，所述另一条支路经过高温除尘器，再经过再循环风机，然后混合预热后的氧气，再分为若干股注入循环流化床炉膛。

进一步的，所述预热后的氧气为经过所述氧气预热器换热后形成。

进一步的，所述若干股分为两股以上，分别从循环流化床炉膛的不同高度注入。

通过上述技术方案，可知本发明的有益效果在于：

a)再循环烟气的取气点在省煤器后，在再循环烟气管路中并不降温，避免了烟气热量的损失，增加了富氧燃烧锅炉的热效率；