[发明专利]一种固体燃料循环流化床富氧燃烧装置及方法

权利要求书

1.一种固体燃料循环流化床富氧燃烧装置，该装置由风室、布风装置、炉膛、 高温旋风分离器、返料器、换热器、省煤器、中温旋风分离器、二级配风管组成； 其特征在于，风室、布风装置、炉膛依次连接，所述炉膛由下部的强混合区、中 间锥形过渡区和上部的准平推流区三部分组成，在强混合区上部设有煤或生物质 等固体燃料与石灰石加料口，在准平推流区底部设有二级配风管入口，在准平推 流区上部通过管道与高温旋风分离器连接，高温旋风分离器下端连接有返料器， 返料器通过返料管与炉膛的强混合区下部相连接，高温旋风分离器顶部连接内设 换热器和省煤器的烟道；省煤器下部的烟道连接中温旋风分离器，中温旋风分离 器顶部通过第一烟气循环风机分别连接空气分离装置和风室；空气分离装置同时 与二级配风管连接；烟道下部通过第二、三烟气循环风机分别连接到返料器底部、 返料管上部及固体燃料与石灰石加料口。

2.根据权利要求1所述一种固体燃料循环流化床富氧燃烧装置，其特征在 于，所述炉膛的准平推流区和强混合区截面积之比为0.4:1--0.7:1。

3.一种循环流化床富氧燃烧装置中固体燃料燃烧的方法，其特征在于，该 方法是在循环流化床富氧燃烧装置中采用富氧燃烧分区调控和多级配风来实现 固体燃料燃烧，包括：

采用煤和/或生物质为固体燃料；运行过程中，将固体燃料和石灰石通过加料 装置输送至固体燃料与石灰石加料口(7)，在播煤风的作用下，播撒进炉膛，在 强混合区发生气固反应，在准平推流区发生气相反应；高温旋风分离器(9)经 内设换热器(10)和省煤器(11)的烟道(16)输出的烟气进入中温旋风分离器 (13)，第一烟气循环风机(14)输出的烟气与空气分离装置(15)输出的部分 氧气混合后作为一级风；空气分离装置(15)输出的部分氧气直接作为二级风； 烟道(16)下部的烟气出口(19)的部分烟气经第二烟气循环风机(17)和第三 烟气循环风机(18)分别进入返料器(12)、返料管(20)和固体燃料与石灰石 加料口(7)，其余富含二氧化碳的烟气用于封存或后续利用；其中，第一烟气循 环风机(15)、第二烟气循环风机(17)和第三烟气循环风机(18)为独立装置， 分别控制一级风、二级风、松动风和播煤风的风量。

4.根据权利要求3所述一种循环流化床富氧燃烧装置中固体燃料燃烧的方 法，其特征在于，所述固体燃料和石灰石送入炉膛强混合区，立即被大量处于流 化状态的高温床料包围，充分混合后迅速着火燃烧，此时运行的床温为800℃ --950℃，同时石灰石煅烧成氧化钙，氧化钙与燃烧产生的SO₂结合进行脱硫反应； 在准平推流区主要包括下部强混合区所产生CO和H₂等与氧的气相燃烧反应以 及少量被烟气夹带未完全反应的含碳细微颗粒的气固燃烧反应；燃烧后含有未被 高温旋风分离器分离细小粒子的烟气，经过内置换热器和省煤器吸收热量后，部 分烟气经中温旋风分离器除尘后与空分装置产生的氧气混合后形成一级风，进入 流化床下部的风室，部分烟气经第二和第三烟气循环风机分别作为松动风和播煤 风返回到流化床，其余烟气经尾部除尘器等进入CO₂压缩纯化装置压缩纯化后封 存或后续利用；其中一级风为含有大量水蒸气的湿烟气，起到增湿脱硫的效果， 从而可以提高脱硫效率，降低运行成本。

5.根据权利要求3所述一种循环流化床富氧燃烧装置中固体燃料燃烧的方 法，其特征在于，所述一级风的组分为氧气和再循环烟气，一级风中氧气体积比 为25％--35％。

6.根据权利要求3所述一种循环流化床富氧燃烧装置中固体燃料燃烧的方 法，其特征在于，所述一级风的风量占炉膛总风量的65％--75％，二级风的风量 占炉膛总风量的20％--30％，松动风和播煤风的风量占炉膛总风量的5％--10％。