[發(fā)明專利]一種微富氧燃燒W火焰鍋爐及CO2減排系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310052677.5
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN103104910A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆凱;張翔;陳楠;張建文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號(hào): F23C7/00
• 分類號(hào): F23C7/00;F23C9/00;F23L7/00;F23J15/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微富氧燃燒W火焰鍋爐及CO₂減排系統(tǒng)，尤其是涉及微富氧燃燒和以無煙煤或低揮發(fā)份煤為主要燃料的W火焰鍋爐及CO₂減排系統(tǒng)，屬于鍋爐設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

以煤為主要能源的電力生產(chǎn)中CO₂的排放占所有人類活動(dòng)中CO₂排放總量的25％左右，是CO₂最大的單點(diǎn)排放源。常規(guī)煤粉鍋爐空氣助燃燃燒的排煙中CO₂的濃度只有13％～15％，這給CO₂的分離與捕捉帶來很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)難題。富氧燃燒技術(shù)，也稱作O₂/CO₂燃燒技術(shù)，為組織煤粉在O₂和CO₂的混合氣中燃燒，可以大幅度的提高排煙中CO₂的濃度(脫水后CO₂的濃度能達(dá)到95％以上)，大大簡化了CO₂的回收成本和難度。N₂的含量很少，便于壓縮冷卻得到液態(tài)CO₂，同時(shí)去除、回收其它污染物，如SO₂等有害氣體。因此，越來越多的國家都相繼展開了富氧燃燒技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究。目前，國內(nèi)外在富氧燃燒領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)開展了大量卓有成效的工作，積累了相當(dāng)數(shù)量的科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在我國的煤炭資源儲(chǔ)蓄中，無煙煤的儲(chǔ)量占到總儲(chǔ)量的13％。依據(jù)我國目前的燃燒政策和能源利用情況，電站鍋爐主要然用煤種為無煙煤、貧煤、劣質(zhì)煤等低反應(yīng)、劣質(zhì)煤種，燃燒無煙煤的電站約占總數(shù)的24.2％。

W火焰鍋爐綜合了強(qiáng)化無煙煤燃燒的各種措施，非常適合于燃燒無煙煤，在西方是燃燒劣質(zhì)煤尤其是低揮發(fā)份劣質(zhì)煤的典型鍋爐燃燒技術(shù)。美國的CE公司、FW公司、英國的Babcock公司、法國的Stein公司、德國的MAN公司等公司對于劣質(zhì)煤，特別是低揮發(fā)份的無煙煤，大都傾向于采用W火焰燃燒技術(shù)，認(rèn)為V_daf低于10％的煤必須采用W型火焰鍋爐。W火焰燃燒技術(shù)也是我國目前燃用低揮發(fā)份煤應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。

目前，雖然對富氧燃燒技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了大量的科學(xué)研究和試驗(yàn)，但絕大多數(shù)相關(guān)研究均是針對煙煤等常規(guī)煤種，而對于采用富氧技術(shù)燃燒無煙煤或低揮發(fā)分煤種的研究則很不充分。作為燃燒無煙煤或低揮發(fā)分煤種主力機(jī)組的W火焰鍋爐仍然未能考慮CO₂的收集、減排問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是W火焰鍋爐減排，以及CO₂收集的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種微富氧燃燒W火焰鍋爐及CO₂減排系統(tǒng)，其特征在于，無煙煤或低揮發(fā)分煤在助燃劑的氣氛中經(jīng)磨煤機(jī)從爐拱一次風(fēng)管道進(jìn)入W火焰鍋爐爐膛內(nèi)充分燃燒，所形成的煙氣通過主煙道經(jīng)過換熱區(qū)及氣-氣換熱器降溫后，依次經(jīng)過除塵器、除水裝置分別除去煙氣中的灰分和水分，隨后煙氣分為兩股，第一股煙氣依次進(jìn)入脫硫裝置、CO₂回收裝置，第二股煙氣從爐膛出口煙窗或大屏底部通入爐膛作為再循環(huán)煙氣；煙氣在氣-氣換熱器中同時(shí)加熱空氣和從鍋爐外部空氣中分離出來的純氧氣，經(jīng)加熱后的空氣分為三股，氧氣分為兩股，第一股氧氣與第一股空氣混合后經(jīng)磨煤機(jī)進(jìn)入爐拱一次風(fēng)管道，第二股氧氣與第二股空氣混合后進(jìn)入爐拱二次風(fēng)管道，第三股空氣通入前后墻二次風(fēng)管道。

優(yōu)選地，所述的助燃劑為空氣、氧氣的混合氣體，氧氣與空氣的體積比為1∶6～1∶10。

優(yōu)選地，所述的換熱區(qū)包括從爐膛出口煙窗依次連接的過熱器、再熱器及省煤器。

優(yōu)選地，通入所述爐拱一次風(fēng)管道的氣體中氧氣的體積百分比為50％～80％。

優(yōu)選地，通入所述前后墻二次風(fēng)管道的氣體均為空氣。

優(yōu)選地，所述第二股煙氣的體積量為同等量無煙煤或低揮發(fā)分煤在純空氣中燃燒時(shí)所產(chǎn)生煙氣體積量的0％～15％。

優(yōu)選地，所述的爐膛生成煙氣中的CO₂的體積比為25％～35％。

優(yōu)選地，所述第一股煙氣中的CO₂通過CO₂回收裝置脫除回收，CO₂回收裝置中的回收方法為物理或化學(xué)吸附技術(shù)，第一股煙氣中的剩余氣體排入大氣。

優(yōu)選地，所述爐膛上的爐拱一次風(fēng)管道和爐拱二次風(fēng)管道在爐拱上沿爐膛寬度方向間隔布置。