[发明专利]一种微富氧燃烧锅炉系统

说明书

本发明提供了一种微富氧燃烧锅炉系统，锅炉本体排出的烟气流经烟气处理设备后，一部分作为锅炉排烟排出锅炉系统，另一部分则作为再循环一次风；再循环一次风经再循环风机加压后与冷一次风补充气混合，随后形成的混合气体分为两路：一路经气体预热器加热后作为热一次风，另一路则作为调温风；热一次风和调温风混合后进入制粉设备；从制粉设备出来的风粉混合物作为燃烧器的一次风进入炉膛；冷二次风经气体预热器加热后成为热二次风并作为燃烧器的二次风进入锅炉本体的炉膛。本发明系统通过选择合理的进入锅炉的氧气浓度，利用再循环烟气干燥并输送固体燃料至炉膛，而二次风系统则不采用烟气再循环，同时整个锅炉系统的热效率也明显提升。

技术领域

本发明涉及一种锅炉系统，尤其是一种微富氧燃烧锅炉系统。

背景技术

目前，以煤为主要能源的电力生产中，CO₂的排放占所有人类活动中CO₂排放总量的25％左右，是CO₂最大的单点排放源。常规煤粉锅炉空气助燃燃烧的排烟中，CO₂的浓度只有13％～15％，这给CO₂的分离与捕捉带来很大的技术和经济难题。富氧燃烧技术，也称作O₂/CO₂燃烧技术，为组织煤粉在O₂和CO₂的混合气中燃烧，可以大幅度的提高排烟中CO₂的浓度(脱水后CO₂的浓度能达到95％以上)，大大简化了CO₂的回收成本和难度。N₂的含量很少，便于压缩冷却得到液态CO₂，同时去除、回收其它污染物，如SO₂等有害气体。因此，越来越多的国家都相继展开了富氧燃烧技术的技术经济性研究。目前，国内外在富氧燃烧领域技术已经开展了大量卓有成效的工作，积累了相当数量的科学试验数据。

传统的富氧燃烧技术是将高纯度氧气(通常纯度不低于95％)和再循环烟气混合后通入锅炉参与燃烧过程。由于需要大量高纯度的氧气，传统富氧燃烧技术的实施需要消耗大量的电能，因此传统富氧锅炉系统的经济性明显低于空气燃烧锅炉。此外，对于富氧燃烧并捕集后获得的大量高纯CO₂，目前除进行深埋以外没有更有效的应用途径。然而深埋技术本身只是将CO₂暂时封存，远没有达到利用的程度。这些缺点极大地限制了传统富氧燃烧技术的应用。

尽管如此，传统的富氧燃烧技术本身仍然有其自身所特有的特点和优势。传统富氧燃烧产生的烟气中大部分气体为CO₂，由于CO₂的比热和传热能力(包括辐射和对流)要明显强于N₂。同时由于排烟体积量较空气燃烧大幅度减少，富氧燃烧锅炉的热效率也比空气燃烧锅炉有明显提高。这些优点则没有被很好地利用。

本发明综合传统富氧燃烧锅炉本身所具有的特点，充分发挥CO₂所具有的大比热优势来处理空气燃烧锅炉燃用高水分固体燃料时通常遇到的干燥出力不足的问题，为更好地燃用高水分固体燃料提供一种新思路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：充分发挥传统富氧燃烧锅炉CO₂所具有的大比热优势，来处理空气燃烧锅炉燃用高水分固体燃料时通常遇到的干燥出力不足的问题，以提高锅炉系统的热效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种微富氧燃烧锅炉系统，其特征在于：包括锅炉本体，锅炉本体排出的烟气流经烟气处理设备后，一部分作为锅炉排烟排出锅炉系统，另一部分则作为再循环一次风；再循环一次风经再循环风机加压后与冷一次风补充气混合，随后形成的混合气体分为两路：一路经气体预热器加热后作为热一次风，另一路则作为调温风；热一次风和调温风混合后进入制粉设备；从制粉设备出来的风粉混合物作为燃烧器的一次风进入炉膛；冷二次风经气体预热器加热后成为热二次风并作为燃烧器的二次风进入锅炉本体的炉膛。