[發明專利]循環流化床富氧燃燒裝置及其富氧燃燒供風方法

有效

• 申請號: 201610082997.9
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105650628B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 李詩媛;李偉;李皓宇;任強強;那永潔
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23C10/20
• 分類號: F23C10/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

一種循環流化床富氧燃燒的供風方法，包括向流化床本體提供再循環煙氣和氧氣的步驟，所述再循環煙氣和氧氣分別通入流化床本體后再進行混合，且所述再循環煙氣和氧氣進入流化床本體前均進行預熱。以及一種循環流化床富氧燃燒裝置。本發明通過采用高溫氧氣和高溫再循環煙氣在進入流化床本體之前并不進行混合，氧氣和再循環煙氣在各自管路中分別輸運，使再循環煙氣和氧氣在運輸和混合過程中不會造成安全事故。

技術領域

本發明涉及循環流化床技術領域，進一步涉及循環流化床富氧燃燒裝置及其富氧燃燒供風方法。

背景技術

隨著人類社會和經濟的發展，能源生產和消費方式對環境的影響日益突出。而溫室效應已經成為人類面臨的最嚴峻和最深遠的挑戰之一。煤炭等化石燃料在燃燒過程中產生的CO₂對溫室效應有重要的貢獻。利用二氧化碳捕集和封存利用技術(CCUS)可以很好的降低CO₂的排放量。CCUS技術主要分為燃燒前捕集、燃燒中捕集和燃燒后捕集三大類。而富氧燃燒技術作為燃燒中的一種CCUS技術，具有成本低、易規模化和可改造現存鍋爐機組等諸多優勢，被認為是最有可能大規模推廣和商業化的CCUS技術。

循環流化床富氧燃燒技術是循環流化床燃燒技術和富氧燃燒技術的有機結合。它繼承了循環流化床燃燒技術燃燒適應性廣、爐內石灰石脫硫效率高和NOx排放低等優點。而且相比于煤粉爐，循環流化床內顆粒的換熱劇烈，而且還可以采用外置換熱器，使得循環流化床能實現更高氧氣濃度的富氧燃燒。

高氧氣濃度循環流化床富氧燃燒技術具有以下優點：1)鍋爐本體和輔機設備的縮小，大大降低整個系統的占地面積；2)再循環煙氣量減小，降低了煙氣在再循環煙氣管路中熱量損失；3)煙氣中CO₂的濃度高，降低了CO₂純化和壓縮的成本。

在高氧氣濃度循環流化床富氧燃燒過程中需要氧氣和再循環煙氣同時注入爐膛替代空氣作為燃燒氣體，但是氧氣和再循環煙氣如何注入爐膛是一個關鍵技術難點之一。在傳統的循環流化床富氧燃燒系統中，一般將氧氣和再循環煙氣進行混合，混合后的氣體通過管路進行輸運后注入爐膛。

循環流化床富氧燃燒系統中，預熱后的氧氣與再循環煙氣需先進行充分混合，然后再注入燃燒爐的不同位置，提供燃料燃燒所需的氧化劑。然而在高氧氣濃度循環流化床富氧燃燒系統中，如果仍然采用將預熱后的氧氣和再循環煙氣先混合，混合后的氣體通過管路輸運送再注入爐膛的供風方式，存在嚴重的安全問題。因為在煙氣再循環系統中，即使設置布袋除塵器對再循環煙氣進行除塵處理，但是煙氣中仍然攜帶少量粒徑微小的含碳顆粒，如果預熱后的氧氣(約180℃)和預熱后的煙氣(約200℃)按照常規方法直接進行混合和運輸，特別是混合氣中氧氣濃度達到50％或者更高時，再循環煙氣中攜帶的少量含碳顆粒遇到純氧后易于發生著火并燃燒，一旦混合氣管道中發生燃燒，將是重大安全事故，不但危及設備本體，同時也對運行人員的安全造成威脅。

目前，為了保證氧氣和再循環煙氣在混合和輸運過程中的安全問題，氧氣和再循環煙氣通常不進行預熱，這樣大大降低了鍋爐熱力系統的合理分配。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種循環流化床富氧燃燒裝置及富氧燃燒供風方法，以克服現有技術中富氧燃燒供風存在的問題。

基于上述目的，本發明提出一種循環流化床富氧燃燒的供風方法，包括向循環流化床本體提供再循環煙氣和氧氣的步驟，其中所述再循環煙氣和氧氣分別通入循環流化床本體后再進行混合，且所述再循環煙氣和氧氣進入流化床本體前均進行預熱。

根據本發明的一種具體實施方案，所述再循環煙氣在進行預熱前進行煙氣過濾。

根據本發明的一種具體實施方案，所述氧氣分別對循環流化床本體下部不同高度上的多個部位供風。

根據本發明的一種具體實施方案，所述再循環煙氣對循環流化床本體下部不同高度上的多個部位供風。