[发明专利]燃烧器、清洁浸没燃烧气化装置能量综合利用系统及方法

说明书

本发明提供一种燃烧器、清洁浸没燃烧气化装置能量综合利用系统及方法。该系统包括联合气化装置和二氧化碳捕集装置；联合气化装置的气化模块包括水浴池、换热管束、热源分布器、气体收集器，换热管束和热源分布器位于水浴池内，气体收集器与水浴池连通；二氧化碳捕集装置包括依次连接的预冷处理模块、二氧化碳液化捕集模块和二氧化碳分离模块；二氧化碳液化捕集模块设有气体入口、第一出口和第二出口；预冷处理模块的气体出口与二氧化碳液化捕集模块的气体入口连接，二氧化碳液化捕集模块的第一出口与二氧化碳分离模块的入口连接，二氧化碳液化捕集模块的第二出口与气化模块中的换热管束的入口连接。上述联合气化装置结构紧凑、热效率高、耗能少。

技术领域

本发明涉及液态天然气气化技术领域，尤其涉及一种燃烧器、清洁浸没燃烧气化装置能量综合利用系统及方法。

背景技术

煤、石油等化石燃料是当前的主流能源。这些燃料在提供能源的同时也会产生大量的有害气体，如CO₂、CO、NOx等。这些气体均会对环境造成污染与破坏。天然气燃烧产生的污染物较少，因此得到了广泛的应用。但是天然气在全球的主要产地与主要消费地分布间隔较远，此时就需要天然气的运输，而天然气在常温下为气态，运输时并不方便，所以将其冷却液化为液态天然气(LNG)来进行运输。液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的能源，具有资源丰富、燃烧效率高和对环境污染少等优点，在供用户使用时要再通过气化设备对其进行气化恢复到常温才可使用，因而接收站中的气化设备也愈加重要。海上运输来的液化天然气在陆地接收终端接收后在气化系统中气化，再由天然气管道输送至下游供用户使用。气化器是LNG接收站及供气站的关键设备之一，主要有空温式气化器、开架式气化器(ORV)、中间流体气化器(IFV)和浸没燃烧式气化器(SCV)等形式。其中，浸没燃烧式气化器(SCV)在冬季和调峰时使用最多，空气和天然气进行混合燃烧，利用燃烧产生的高温烟气来加热LNG使其升温气化，是主要利用多相流换热和跨临界换热技术结合浸没燃烧技术联合开发的新型高效换热设备，其中水浴为中间介质实现高温烟气与蛇形管内LNG之间的进行换热，具有体积紧凑、热效率高，不受海水和大气温度的影响，可快速点火启动,并且能在10％～100％的负荷范围内快速调节的优点。

结合一些油气电板块业务，LNG接收站中有浸没燃烧式气化器、燃气锅炉、火炬等燃烧排放设备，天然气在燃烧时发生燃烧反应产生二氧化碳排放。LNG接收站存在大量LNG冷能，现有的冷能利用技术局限于冷能空分和冷能发电技术，未实现冷量的梯级利用。

现有的浸没燃烧式气化器是向燃烧器中通入空气和天然气，利用燃烧产生的高温烟气将水浴池内的海水加热，然后海水与蛇形换热管束的管壁进行自然对流传热，管内LNG流体再与换热管壁进行强制对流换热，使得管内LNG流体不断吸热汽化。浸没燃烧气化系统中的SCR脱硝器位于气化器下游，气化器出来的低温烟气首先进入加热炉，将温度升到适合脱硝反应的温度，再进入SCR反应器进行脱硝。

目前现有的浸没燃烧式气化器中的燃烧装置存在结构的不对称性，在气体一边流动一边混合燃烧的情况下容易产生气体混合不均匀问题，导致燃烧装置内部的燃烧并不均匀，产生的高温烟气的温度分布极不均匀，也会导致排出的烟气的温度分布也不均匀，对后续的气化过程影响较大。并且现有技术存在高温烟气在水浴池下部尤其是水浴池两侧分布极为不均的问题，导致换热效率大幅降低，并且加热炉增加了能源的消耗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种燃烧器、清洁浸没燃烧气化装置能量综合利用系统及方法。