[發明專利]低碳內循環富氧再燃燒技術裝置及燃燒方法

有效

• 申請號: 201410204342.5
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103953922A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 王成增;王晨宏
• 申請（專利權）人: 浙江菲尼克斯環境技術有限公司
• 主分類號: F23C9/06
• 分類號: F23C9/06;F23L7/00
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 黃肇平

技術領域

本發明涉及燃燒領域，更具體是涉及一種低碳內循環富氧再燃燒技術裝置及燃燒方法。

背景技術

富氧燃燒（oxygen?enriched?combustion），簡單來講，富氧燃燒是指用比通常空氣（含氧21%）含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒，它是一項高效節能的燃燒技術，在玻璃工業、冶金工業及熱能工程領域均有應用。

富氧燃燒的概念第一次出現于Yaverbaum在1977的著作《Fluidized?bed?combustion?of?coal?and?waste?materials》，其要點主要有：

1）以純氧代替空氣進行燃料燃燒，以獲得高濃度的CO2；

2）為控制爐內火焰溫度以及維持合適的傳熱特性，需要部分煙氣進行再循環；

3）利于CO2的捕獲和壓縮；

與用普通空氣燃燒有以下優點：

1、降低燃點溫度，加快燃燒速度，提高火焰溫度。

2、降低燃燒后的排氣量，增加熱利用率。

3、降低空氣過剩系數，減少熱損失。

4、減低鍋爐（窯爐）結焦，延長使用壽命。

5、減少煙塵排放，凈化空氣，保護環境。

6、提高劣質燃料的應用范圍，充分發揮優質燃料的性能。

7、設備投資省，回收時間短，一般項目6個月即可回收全部投資。

8、運行費用低，制取1NM³濃度30%左右的富氧空氣只需耗電約0.11KW/H。

9、設備使用壽命長，一般在8-10年以上。

10、操作簡單、安全性能可靠，不需專人維護。

富氧燃燒技術最早應用于煤粉鍋爐，但由于煤粉鍋爐應用富氧燃燒時存在著煙氣再循環量太大、功耗大、經濟性不好的因素，研究重點放在了循環流化床鍋爐上。

關于富氧燃燒的研究，絕大部分集中于煤粉爐的研究，且關鍵技術都經過大規模試驗，趨于成熟。關于循環流化床富氧燃燒技術的研究，國外也是剛剛走出實驗室階段，而在我國，僅限于實驗室階段。

而目前我國大多數使用的循環富氧燃燒爐，大多無法實現氧氣成分的調節，多是將含氧量從21%調節到90%，然后在慢慢稀釋到29%到23%，該種方法使得燃燒爐占地面積大，設備較多。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明公開了一種低碳內循環富氧再燃燒技術裝置及燃燒方法。

本發明提供一種低碳內循環富氧再燃燒技術裝置，其包括燃燒爐，所述燃燒爐上設有二氧化碳排氣出口以及富氧輸入口，所述燃燒爐外接碳吸收凈化裝置，所述碳吸收凈化裝置設有新風過濾器和二氧化碳進氣口，所述二氧化碳進氣口處設有過濾器，所述碳吸收凈化裝置的富氧出口連接用于控制富氧輸入速度的變頻無級調速增壓機，所述變頻無級調速增壓機后接用于檢測含氧量濃度的在線監控裝置，所述在線監控裝置設有根據含氧量濃度調節變頻無級調速增壓機速度的PLC控制中心，所述在線監控裝置后接平衡罐，所述平衡罐與燃燒爐的富氧輸入口之間連接用于實時統計排出氣體流量的在線流量計。

所述碳吸收凈化裝置包括13X與5A分子篩。

所述碳吸收凈化裝置包括聚乙二醇二甲醚溶劑。

所述變頻無級調速增壓機與在線監控裝置之間設有干燥器，所述干燥器采用冷凝干燥機。

所述平衡罐上設有精密過濾器與超精密過濾器。

本發明通過在線監控裝置檢測排入的富氧的含氧量，通過控制中心進行實時調節富氧的含氧量，根據所需含氧量的大小，實現從正常的21%的含氧量，逐步提高到所需的含氧量，而不需像以往的技術，需要將高濃度的氧氣進行稀釋，直到符合要求的含氧量。

一種用于上述的再燃燒技術裝置的燃燒方法，步驟如下：1、空氣從新風過濾器輸入碳吸收凈化裝置；2、碳吸收凈化裝置對輸入空氣進行脫硫脫碳處理；3、碳吸收凈化裝置輸出富氧到平衡罐；4、在線監控裝置檢測平衡罐內含氧量，并將含氧量數據輸入到PLC控制中心，PLC控制中心控制變頻無級調速增壓機調節，變頻無級調速增壓機將碳吸收凈化裝置輸出富氧的含氧量從1%到90%逐步調節，實現逐步調節至需求的含氧與量的要求；5、PLC控制中心控制平衡罐的在線流量計實現輸入燃燒爐的富氧的流量統計；6、燃燒爐燃燒后產生的廢氣輸入到碳吸收凈化裝置，進行脫硫脫碳處理；7、重復以上步驟達到無碳排放的功能。