[发明专利]一种分级燃烧增压富氧锅炉系统

说明书

本发明公开了一种分级燃烧增压富氧锅炉系统，所述的锅炉系统包括通过连接管道相连的一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉和四级锅炉，每级锅炉均由燃烧室和辐射换热室组成，燃烧室的顶部和顶侧部分别设有氧气进口及燃料烧嘴，辐射换热室由膜式水冷壁和屏式受热面组成，膜式水冷壁列管式周向布置在辐射换热室最外圈，所有屏式受热面布置呈中空环状结构均匀布置于辐射换热室内部，各级锅炉的外部均设有压力外壳，压力外壳的底部和底侧部分别设有渣出口及烟气出口，上一级锅炉的烟气出口与下一级锅炉的烟气进口通过连接管道相连。本发明的分级燃烧增压富氧锅炉系统具有分级燃烧降温、高压反应能量消耗低、投资成本低等优点。

技术领域

本发明涉及锅炉富氧燃烧技术领域，尤其是涉及一种分级燃烧增压富氧锅炉系统。

背景技术

随着全球变暖的加剧以及气候的变化，作为温室气体主要因素的CO₂排放问题逐渐引起了全球的关注。因此，富氧燃烧技术作为最具潜力的有效减排CO₂的新型燃烧技术之一，成为了全球研究者关注的热点。在目前的技术水平下，常压富氧燃烧系统主要利用空分系统制出高浓度的氧气来代替空气作为助燃剂在炉膛内与煤燃烧，出口烟气经除尘、脱硫和脱水后，一部分烟气循环进入炉膛以控制炉温，剩余烟气则进入CO₂纯化压缩系统，最终出口的CO₂在浓度和压力均满足管道运输要求后再送出封存。

在上述燃烧过程中，主要存在以下两个问题：1.需要烟气循环以控制燃烧温度，从而造成烟气循环所配备的循环风机的电量消耗大；2.空分系统和CO₂纯化压缩系统运行过程中，气体需要经历升压、降压以及再升压3个变压过程，造成能耗较高，从而导致净发电效率较低。

因此，在目前的技术条件下，常压富氧燃烧系统因受其燃烧效率低下、成本较高等因素的影响，导致其不能较好地实现商业化运作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分级燃烧增压富氧锅炉系统，该锅炉系统具有分级燃烧降温、高压反应能量消耗低、投资成本低等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分级燃烧增压富氧锅炉系统，包括至少两级锅炉，所述的每级锅炉均由位于锅炉上部的燃烧室和位于锅炉下部的辐射换热室组成；所述燃烧室的顶部和顶侧部分别设有烟气进口及燃料烧嘴；所述辐射换热室的底部和底侧部分别设有渣出口及烟气出口；上一级锅炉的烟气出口与下一级锅炉的烟气进口通过连接管道相连。

进一步，所述的辐射换热室内部设有屏式受热面，所述的屏式受热面呈中空环状结构均匀布置于辐射换热室内部。

进一步，所述的辐射换热室由膜式水冷壁组成。

进一步，所述各级锅炉的外部均设有压力外壳。

进一步，所述压力外壳的底部和底侧部分别设有渣出口及烟气出口，上一级锅炉的烟气出口与下一级锅炉的烟气进口通过连接管道相连。

进一步，所述辐射换热室的顶部和底部分别设有上部渣口冷却器及下部渣口冷却器，所述的上部渣口冷却器与燃烧室的底部相通。

进一步，所述屏式受热面相对于锅炉径向倾斜辐射布置。

进一步，所述各级锅炉燃烧室的内壁敷设有耐火砖。

进一步，所述的锅炉系统包含通过连接管道依次顺序相连的一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉和四级锅炉。