[发明专利]循环流化床富氧燃烧装置及其富氧燃烧供风方法

说明书

一种循环流化床富氧燃烧的供风方法，包括向流化床本体提供再循环烟气和氧气的步骤，所述再循环烟气和氧气分别通入流化床本体后再进行混合，且所述再循环烟气和氧气进入流化床本体前均进行预热。以及一种循环流化床富氧燃烧装置。本发明通过采用高温氧气和高温再循环烟气在进入流化床本体之前并不进行混合，氧气和再循环烟气在各自管路中分别输运，使再循环烟气和氧气在运输和混合过程中不会造成安全事故。

技术领域

本发明涉及循环流化床技术领域，进一步涉及循环流化床富氧燃烧装置及其富氧燃烧供风方法。

背景技术

随着人类社会和经济的发展，能源生产和消费方式对环境的影响日益突出。而温室效应已经成为人类面临的最严峻和最深远的挑战之一。煤炭等化石燃料在燃烧过程中产生的CO₂对温室效应有重要的贡献。利用二氧化碳捕集和封存利用技术(CCUS)可以很好的降低CO₂的排放量。CCUS技术主要分为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集三大类。而富氧燃烧技术作为燃烧中的一种CCUS技术，具有成本低、易规模化和可改造现存锅炉机组等诸多优势，被认为是最有可能大规模推广和商业化的CCUS技术。

循环流化床富氧燃烧技术是循环流化床燃烧技术和富氧燃烧技术的有机结合。它继承了循环流化床燃烧技术燃烧适应性广、炉内石灰石脱硫效率高和NOx排放低等优点。而且相比于煤粉炉，循环流化床内颗粒的换热剧烈，而且还可以采用外置换热器，使得循环流化床能实现更高氧气浓度的富氧燃烧。

高氧气浓度循环流化床富氧燃烧技术具有以下优点：1)锅炉本体和辅机设备的缩小，大大降低整个系统的占地面积；2)再循环烟气量减小，降低了烟气在再循环烟气管路中热量损失；3)烟气中CO₂的浓度高，降低了CO₂纯化和压缩的成本。

在高氧气浓度循环流化床富氧燃烧过程中需要氧气和再循环烟气同时注入炉膛替代空气作为燃烧气体，但是氧气和再循环烟气如何注入炉膛是一个关键技术难点之一。在传统的循环流化床富氧燃烧系统中，一般将氧气和再循环烟气进行混合，混合后的气体通过管路进行输运后注入炉膛。

循环流化床富氧燃烧系统中，预热后的氧气与再循环烟气需先进行充分混合，然后再注入燃烧炉的不同位置，提供燃料燃烧所需的氧化剂。然而在高氧气浓度循环流化床富氧燃烧系统中，如果仍然采用将预热后的氧气和再循环烟气先混合，混合后的气体通过管路输运送再注入炉膛的供风方式，存在严重的安全问题。因为在烟气再循环系统中，即使设置布袋除尘器对再循环烟气进行除尘处理，但是烟气中仍然携带少量粒径微小的含碳颗粒，如果预热后的氧气(约180℃)和预热后的烟气(约200℃)按照常规方法直接进行混合和运输，特别是混合气中氧气浓度达到50％或者更高时，再循环烟气中携带的少量含碳颗粒遇到纯氧后易于发生着火并燃烧，一旦混合气管道中发生燃烧，将是重大安全事故，不但危及设备本体，同时也对运行人员的安全造成威胁。

目前，为了保证氧气和再循环烟气在混合和输运过程中的安全问题，氧气和再循环烟气通常不进行预热，这样大大降低了锅炉热力系统的合理分配。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种循环流化床富氧燃烧装置及富氧燃烧供风方法，以克服现有技术中富氧燃烧供风存在的问题。

基于上述目的，本发明提出一种循环流化床富氧燃烧的供风方法，包括向循环流化床本体提供再循环烟气和氧气的步骤，其中所述再循环烟气和氧气分别通入循环流化床本体后再进行混合，且所述再循环烟气和氧气进入流化床本体前均进行预热。

根据本发明的一种具体实施方案，所述再循环烟气在进行预热前进行烟气过滤。

根据本发明的一种具体实施方案，所述氧气分别对循环流化床本体下部不同高度上的多个部位供风。

根据本发明的一种具体实施方案，所述再循环烟气对循环流化床本体下部不同高度上的多个部位供风。