[發(fā)明專利]一種CO2/O2蓄熱燃燒降低NOx排放的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410079027.4
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103851609A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱榮;李智崢;王雪亮;王歡;劉潤藻;呂明;林騰昌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: F23C9/06
• 分類號: F23C9/06;F23L15/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金工藝領(lǐng)域，特別涉及一種CO₂/O₂蓄熱燃燒降低NOx排放的方法。

背景技術(shù)

在全球氣候逐漸變暖及霧霾天氣頻現(xiàn)的背景下，各國紛紛提出CO₂和NO_x的減排目標(biāo)，降低CO₂和NO_x的排放已成為全世界共同關(guān)注的問題。近年來，CO₂/O₂燃燒技術(shù)被認(rèn)為是一種能夠同時控制CO₂和NO_x的新型燃燒技術(shù)，已引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。

當(dāng)燃料通過空氣助燃時，空氣中含有約79%的N₂，在高溫爐膛內(nèi)會發(fā)生反應(yīng)生成NO_x污染物，造成大氣的污染。O₂濃度在促進著火燃燒和降低NO_x的生成的作用方面是互相矛盾的。一方面，O₂濃度的提高可以改善著火燃燒條件，穩(wěn)定燃燒；另一方面，O₂濃度的提高也促進了NO_x的生成，使得NO_x排放增加。

現(xiàn)有的CO₂/O₂燃燒技術(shù)大多是采用余熱回收方式來回收熱量，降低溫度，設(shè)備龐大，投資較大，設(shè)備運行維護費用較高。

CO₂/O₂蓄熱燃燒技術(shù)是把燃燒產(chǎn)生的尾氣，經(jīng)過蓄熱體放出熱量后，再返回通過蓄熱體升溫用于燃燒過程。在此過程中，要將O₂與可循環(huán)的燃燒廢氣摻混在一起，利用CO₂稀釋O₂濃度，共同用于助燃。采用此方法，可以有效捕捉回收利用CO₂，還能減少燃燒污染物NO_x的排放，提高熱效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種CO₂/O₂蓄熱燃燒降低NOx排放的方法，有效捕捉回收利用CO₂，減少燃燒污染物NO_x的排放，提高熱效率。

一種CO₂/O₂蓄熱燃燒降低NOx排放的方法，其特征在于，采用經(jīng)混勻裝置混勻的CO₂和O₂的混合氣代替空氣進行燃燒，燃燒尾氣中CO₂體積分?jǐn)?shù)為50-95%，尾氣經(jīng)過蓄熱體后溫度由900-1400℃降低至200-400℃，實現(xiàn)對尾氣顯熱的儲存；爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定后尾氣中20-70%的用于循環(huán)，剩余氣體排出；循環(huán)尾氣經(jīng)風(fēng)機進入混勻裝置中與O₂均勻混合，混合助燃氣體中O₂體積分?jǐn)?shù)為3-30%；混合氣再經(jīng)過高溫蓄熱體后溫度升高至700-1100℃，通過燒嘴進入燃燒區(qū)域與燃料反應(yīng)，通過換向閥定期切換，實現(xiàn)蓄熱式燃燒。

本發(fā)明點火時用O₂作為助燃劑，生產(chǎn)一段時間后，返回?zé)煔馀cO₂進行混合，循環(huán)利用煙氣中的CO₂，隨著爐內(nèi)燃燒逐漸穩(wěn)定，形成CO₂自身循環(huán)利用。

將體積分?jǐn)?shù)為85-99.9%的O₂和體積分?jǐn)?shù)為50-99.9%的CO₂分別通過旋流噴槍噴入混合裝置內(nèi)，在高回旋率作用下，均勻混合后，作為助燃劑用于燃燒。

高溫?zé)煔饨?jīng)過低溫蓄熱體后溫度降低，和O₂混合后，在風(fēng)機牽引下再經(jīng)過高溫蓄熱體后混合氣溫度升高，進入燃燒區(qū)域與燃料反應(yīng)。

爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定后尾氣中20-70%的用于循環(huán)，剩余尾氣用于CO₂的捕集回收或直接排放。

燃料為天然氣等氣體燃料、煤粉等固體燃料、重油等液體燃料。

助燃劑中的O₂采用液氧槽車供氧，再對液氧進行氣化；或利用低溫精餾法將空氣中的N₂分離出去后得到O₂，用氧氣管道供氧。