[实用新型]带外置床的常规循环流化床锅炉局部富氧燃烧改造系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种常规循环流化床锅炉局部富氧燃烧改造系统，尤其涉及到一种带外置床的常规循环流化床锅炉局部富氧燃烧改造系统，属于电站锅炉的技术领域。

背景技术

CO₂主要产生于矿物燃料的燃烧过程，随着社会经济飞速发展而带来的能源需求不断增大，矿物燃料的燃烧利用也同时在不断增长，这样导致CO₂排放量也在不断增大。目前我国是位于美国之后的世界上第二大CO₂排放国。我国是世界上少数几个一次能源消费中以燃煤为主的国家，随着经济的快速发展和人口的继续增长，我国能源消耗和CO₂排放量将继续增加，据预测我国的CO₂排放总量很可能在2020年前超过美国而成为CO₂排放头号大国。

科学家预测，如果不采取任何控制和减缓CO₂排放措施的话，温室气体的排放将会在下个世纪的早期使温室气体的浓度比现在增加一倍。预计在下一个100年中，地表温度将上升1.5℃至4.5℃，其结果是生态环境(如降雨分布)改变，对人类赖以生存的农业将产生巨大的影响，其影响并非都是负面的，但让人类在短时间内来适应这种急剧的生态环境的变化是很困难的，因此，其破坏性将十分严重。另外，一个十分突出的影响是，被冰覆盖的南极温度在过去的100年内上升了2.5℃，在一定范围内温度的缓慢上升的直接作用是冰雪溶化而造成海平面上升，如果温度上升的速度加快，则可能造成南极冰山崩溃而沉入海中，造成海平面在短时间内急剧上升,使沿海地区遭受灾难性的后果。因此必须采取有效措施控制CO₂的排放，减缓“温室效应”的加剧。

减少电力生产过程中CO₂排放、实现CO₂分离的前提是获取高CO₂浓度的烟气，而常规燃煤电站锅炉排烟中CO₂的浓度一般为14%～16%，直接从此烟气中分离回收低浓度的CO₂将使电站效率降低7%～29%，发电成本增加1.2～1.5倍。因此，提高烟气中CO₂的浓度将会大大降低分离回收CO₂的成本。组织燃料在O₂和CO₂混合气体中燃烧的所谓富氧燃烧技术就是在这一背景下提出来的。

富氧燃烧技术也称为Oxy-fuel Combustion、O₂/CO₂燃烧技术、或空气分离/烟气再循环技术，又被称为N₂-free Process。O₂/CO₂燃烧技术即富氧燃烧技术首先是由Horne和Steinburg于1981年提出的，美国、加拿大、日本、英国、荷兰、德国、法国、瑞典、挪威、芬兰、意大利、俄罗斯和乌克兰等许多国家都开展了富氧燃烧技术的试验或技术经济性比较研究，国内的浙江大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、华北电力大学等在进行积极的试验和理论研究。富氧燃烧技术是一种新型的洁净煤技术，该技术是用从空气中分离的高浓度氧气与再循环的烟气混合作为煤粉燃烧的氧化剂，通过多次的循环使燃烧排气中的CO₂浓度达到70%以上，经脱水后可以达到95%，然后直接进行液化分离，使得CO₂的回收变得简单而且经济。富氧燃烧技术还可以降低常规燃烧时空气中N2造成的排烟热损失及减少氮氧化物的生成。

美国阿贡国家实验室(ANL)的研究证明，只需将常规锅炉进行适当的改造，就可以采用富氧燃烧技术。当前国内外对煤粉锅炉的富氧燃烧技术研究得比较多,并且已经成功用于工业实践，而对于循环流化床富氧燃烧技术的研究目前多停留在实验室探索和模拟阶段。据不完全统计我国目前有超过1100台容量不等循环流化床锅炉在运行调试、安装、制造当中，其中220t/h以上容量的锅炉达300台，所以我国循环流化床锅炉富氧燃烧技术的改造有相当大的潜在市场。