[发明专利]一种煤粉富氧燃烧方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于燃煤锅炉燃烧领域，更具体地，涉及一种煤粉富氧燃烧方法及系统。本发明不仅能够显著降低燃烧过程中NO_X的生成，而且提高了燃烧的热效率。

背景技术

富氧燃烧是指燃料在比空气含氧浓度高的富氧气氛下进行燃烧。以纯氧代替空气作为燃烧的氧化剂，以获得高浓度的CO₂，同时对部分烟气进行再循环，以控制炉内火焰温度以及维持合适的传热特性。烟气中高浓度的CO₂便于捕获、利用和埋存，从而达到CO₂减排的目的。但是，由于含氮烟气的循环以及系统漏风的影响，烟气中的氮元素不断累积，从而导致烟气中NO_X排放浓度升高。并且，CO₂比热容与氮气不同，较大的比热容中燃烧容易出现炉内燃烧不稳定等现象，影响锅炉的效率。

发明内容

本发明提供一种煤粉富氧燃烧方法及其系统，在燃烧过程中实现CO₂富集的同时，降低了NO_X的排放，并且提高燃烧效率，本系统兼顾节能、CO₂减排、NO_X减排，具有较高的综合效益。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种煤粉富氧燃烧方法，所述方法包括：

将富氧燃烧产生的高温、富含CO₂的烟气经过烟气净化器进行除尘处理，再经过冷凝器除去烟气中的水分，在流量控制器的调节下分成两部分：一部分排出系统得到高浓度的CO₂；其余部分注入纯氧后经循环风机，与煤粉混合后作为一次风；

将富氧燃烧产生的高温、富含CO₂的烟气注入纯氧后经增压风机作为二次风；

以纯氧作为三次风；

将所述一次风、二次风和三次风混合后，再通过燃烧器注入炉膛，使煤粉在炉膛内燃烧；

其中：一次风中氧气浓度要高于二次风，一次风含氧量为30-50％；二次风含氧量为5-25％，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的21-35％，一次风与二次风的比例为(5％-25％):(95％-75％),氧气过量系数为1.00-1.2。

优选地，所述纯氧由空气分离装置通过分离空气，去除氮气后得到。

按照本发明的另一方面，还提供了一种煤粉富氧燃烧系统，所述系统包括炉膛、燃烧器、烟气净化器、冷凝器、流量调节阀，循环风机以及增压风机，其中：

所述炉膛用于将混合后的一次风、二次风及三次风进行富氧燃烧，产生高温、富含CO₂的烟气；

所述烟气净化器用于对所述经过富氧燃烧后产生的高温、富含CO₂的烟气进行除尘处理；

所述冷凝器用于对所述经过除尘处理后的烟气进行冷凝处理，除去烟气中的水分；

所述流量控制器用于对经过冷凝处理后的烟气进行调节，将烟气分成两部分：一部分排出系统得到高浓度的CO₂；其余部分注入纯氧后经所述循环风机，与煤粉混合后作为一次风；

所述增压风机用于对所述富氧燃烧产生的高温、富含CO₂的烟气注入纯氧后进行增压作为二次风；

以纯氧作为三次风；

所述一次风、二次风和三次风混合后，再通过燃烧器注入炉膛，使煤 粉在炉膛内燃烧；

其中：一次风中氧气浓度要高于二次风中氧气浓度，一次风含氧量为30-50％；二次风含氧量为5-25％，进入炉膛的氧气体积流量占进入炉膛总气体体积流量的21-35％，一次风与二次风的比例为(5％-25％):(95％-75％),氧气过量系数为1.00-1.2。

进一步地，所述系统还包括空气分离装置，所述空气分离装置用于分离空气，去除氮气后得到纯氧。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、以经空气分离器分离得到的纯氧代替空气作为燃烧的氧化剂，这样，燃烧生成的烟气中主要成分只有水和CO₂，不含N₂，净化后的烟气仅需冷凝除去液态水即可获得高浓度的CO₂，便于捕获、利用和埋存，从而达到CO₂减排的目的，符合低碳节能的理念。