[發明專利]一種集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐及CO2捕集方法

有效

• 申請號: 201410253805.7
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104033890B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 向文國;顧鵬飛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00;F23L7/00;C01B31/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 趙梅

1.一種集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐，其特征在于，包括空氣預熱器(3)、氧化反應器(1)、第一旋風分離器(5)、設有松動風口的溢流槽(2)、還原反應器(4)、第二旋風分離器(7)、高溫煙氣引風機(8)、高溫除塵器(9)、燃煤鍋爐(10)、低溫除塵器(11)、煙氣冷卻壓縮純化裝置(12)；空氣預熱器(3)和氧化反應器(1)下端進口相連，氧化反應器(1)下端側通過設有松動風口的溢流槽(2)和還原反應器(4)相連，氧化反應器(1)上端出口和第一旋風分離器(5)相連，第一旋風分離器(5)的上端出口和空氣預熱器(3)相連，第一旋風分離器(5)的下料管(6)插入還原反應器(4)內部；還原反應器(4)上端出口和第二旋風分離器(7)相連，第二旋風分離器(7)的下料管(13)和還原反應器(4)側部相連，第二旋風分離器(7)的上端出口和燃煤鍋爐(10)的燃燒器相連；燃煤鍋爐(10)的爐膛出口煙道設有煙氣抽氣口與高溫除塵器(9)相連，高溫除塵器(9)經高溫煙氣引風機(8)與還原反應器(4)下端的煙氣入口相連，燃煤鍋爐(10)的尾部煙道經低溫除塵器(11)與煙氣冷卻壓縮純化裝置(12)相連。?

2.根據權利要求1所述的集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐，其特征在于，所述燃煤鍋爐(10)不設空氣預熱器。?

3.利用權利要求1或2所述的集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐進行CO₂捕集方法，其特征在于，包括如下步驟：?

步驟一、空氣(B)由空氣預熱器(3)加熱后通入氧化反應器(1)，與其內低價態的載氧體在高溫條件下反應，低價態的載氧體被氧化成相應高價態的載氧體，空氣(B)成為高溫欠氧空氣(A)，反應產物經過第一旋風分離器(5)分離，高溫欠氧空氣(A)進入空氣預熱器(3)降溫后排入大氣，高價態的載氧體由第一旋風分離器(5)的下料管(6)進入還原反應器(4)；?

步驟二、還原反應器(4)下端的煙氣入口通入除塵后的高溫煙氣，與其內高價態的載氧體在高溫、鼓泡流態化條件下反應，高價態的載氧體還原成低價態的載氧體并釋放出氧氣，反應產物經過第二旋風分離器(7)分離，低價態的載氧體由設有松動風口的溢流槽(2)返回到氧化反應器(1)內實現載氧體循環利用，含有一定濃度氧氣的煙氣從第二旋風分離器(7)的上端出口進入燃煤鍋爐(10)的燃燒器與煤粉(D)混合進入爐膛燃燒；?

步驟三、燃煤鍋爐(10)爐膛燃燒產生的高溫煙氣(E)，一部分由燃煤鍋爐(10)?的爐膛出口煙道經過高溫除塵器(9)除塵后，通過高溫煙氣引風機(8)進入還原反應器(4)下端的煙氣入口；其余部分由燃煤鍋爐(10)的尾部煙道經低溫除塵器(11)除塵后，進入煙氣冷卻壓縮純化裝置(12)，得到液態二氧化碳(F)，實現CO₂捕集。?

4.根據權利要求3所述的集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐進行CO₂捕集方法，其特征在于，步驟一和步驟二所述載氧體為錳基載氧體、鈷基載氧體、銅基載氧體或鈣鈦礦型氧化物。?

5.根據權利要求4所述的集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐進行CO₂捕集方法，其特征在于，步驟一所述高溫是根據氧化反應器(1)內載氧體的不同控制在600～1300℃。?

6.根據權利要求4所述的集成化學鏈高溫空分制氧的富氧燃燒煤粉鍋爐進行CO₂捕集方法，其特征在于，步驟二所述高溫是根據還原反應器(4)內載氧體的不同控制在700～1350℃。?