[发明专利]循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统及方法

权利要求书

1.循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，包括循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)、旋风分离器(7)、返料系统(8)、二次燃烧室(10)、补风室(13)和CO催化氧化装置(15)，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的出口与旋风分离器(7)连接，旋风分离器(7)依次通过回料管，返料系统(8)，循环返料口(9)与循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)连通形成循环回路；旋风分离器(7)的烟气出口连通向下设置的尾部竖直烟道，二次燃烧室(10)、补风室(13)和CO催化氧化装置(15)从上至下依次布置在尾部竖直烟道中。

2.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的上部设置有屏式过热器(6)，旋风分离器(7)和返料系统(8)设置在屏式过热器(6)和二次燃烧室(10)之间。

3.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)下部设有一次风入口(1)，一次风从循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)下部送入，使煤在循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)内形成流化床燃烧。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)内保持过量空气系数小于1；CO催化氧化装置(15)处的过量空气系数为1～1.05。

5.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，旋风分离器(7)设置在循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的烟气出口下游，旋风分离器(7)的烟气入口与循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的烟气出口相连通，返料系统(8)设置在旋风分离器(7)出料口下部，返料系统(8)的进料口与旋风分离器(7)出料口相连通，返料系统(8)的出料口与循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的循环进料口(9)相连通，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)出口的烟气进入旋风分离器(7)后，固体颗粒通过返料系统(8)进入循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)构成循环回路，烟气继续前行进入二次燃烧室(10)。

6.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，二次燃烧室(10)位于旋风分离器(7)的烟气出口下游，二次燃烧室(10)的烟气进口与旋风分离器(7)的烟气出口相连通，补风室(13)设置在二次燃烧室(10)的烟气出口下游，二次燃烧室(10)与补风室(13)之间设置有对流过热器(12)，CO催化氧化装置(15)设置在补风室(13)的烟气出口下游，CO催化氧化装置(15)的烟气出口下游依次设置有省煤器(16)和空气预热器(17)。

7.根据权利要求6所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，二次燃烧室(10)设置有用于进行CO补风燃烧的空气入口(11)，补风室(13)设置有用于补充空气进行CO催化氧化的补风口(14)。

8.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，CO催化氧化装置(15)内CO催化剂采用CeO₂气凝胶担载CuO催化剂。

9.根据权利要求1所述的一种循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统，其特征在于，循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)分别与煤仓(3)和石灰石仓(4)连接，在循环流化床贫氧燃烧炉膛(2)的侧壁开有二次风入口(5)。

10.一种利用权利要求1至9中任一项所述循环流化床贫氧燃烧催化氧化分级燃烧锅炉系统的分级燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、煤进入循环流化床贫氧燃烧炉膛的内部，一次风从循环流化床贫氧燃烧炉膛下部进入炉膛内形成流化床燃烧方式，在空腔中形成高温燃烧气化区并保持过量空气系数小于1，维持反应为贫氧燃烧氛围；

S2、步骤S1未完全燃烧的高温烟气通过屏式过热器进行换热后，进入旋风分离器，固体颗粒通过返料系统进入循环流化床贫氧燃烧炉膛构成循环回路；

S3、旋风分离器烟气出口的烟气继续前行进入二次燃烧室，并通入空气进行CO补风燃烧；

S4、二次燃烧室出口烟气经过对流换热器换热后进入补风室，通入空气用于CO催化氧化；

S5、步骤S4完成后的混合气体进入CO催化氧化装置，CO催化氧化装置中过量空气系数为1～1.05，在CO催化氧化装置中未完全燃烧的烟气中的CO被全部氧化；

S6、CO催化氧化装置出口烟气流经省煤器与空气预热器释放热量，温度降低至排烟温度后排出。