[發明專利]一種應用富氧煙氣通過富氧燃燒實現燃煤發電機組零碳排放的工藝系統及方法

在審

• 申請號: 202111025244.1
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN114034035A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 向衛;賈益;胡七一;謝作星
• 申請（專利權）人: 重慶富燃科技股份有限公司
• 主分類號: F23C9/06
• 分類號: F23C9/06;F23C1/10;F23C1/12;F23L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種應用富氧煙氣通過富氧燃燒實現燃煤發電機組零碳排放的工藝系統及方法，包括燃煤發電鍋爐，其主要特征為：該工藝系統及方法主要包括氣體預混裝置、煙氣回流裝置、高濃度氧氣助燃裝置、制氧裝置、輔助燃料裝置、制粉/供粉裝置、燃煤發電鍋爐、環保裝置、二氧化碳收集與儲存裝置，其中氣體預混裝置通過二氧化碳煙氣管道和氧氣管道分別與煙氣回流裝置和制氧裝置相連，煙氣回流裝置通過二氧化碳煙氣管道與燃煤發電鍋爐尾部煙道相連。

技術領域

本發明屬于火電行業零碳排放領域，具體為一種應用富氧煙氣通過富氧燃燒實現燃煤發電機組零碳排放的工藝系統及方法。

背景技術

我國因能源消耗產生的碳排放約97億噸/年，其中煤炭燃燒產生的碳排放占78％，而煤炭產生的碳排放約52％來自燃煤發電機組。目前針對燃煤發電鍋爐的降碳方式主要是在對鍋爐尾氣進行二氧化碳捕捉，由于燃煤發電鍋爐尾氣中二氧化碳只占15％左右，大部分都是氮氣，采用此方式進行二氧化碳捕捉成本高，工藝復雜，捕捉效果不佳。

因此，本發明提出一種操作簡便、成本低的零碳排放技術，實現燃煤發電鍋爐零碳排放發電。

發明內容

基于上述現狀，本發明提出了一種應用富氧煙氣通過富氧燃燒實現燃煤發電機組零碳排放的工藝系統及方法，即利用燃煤發電鍋爐自身燃燒產生的煙氣進行回流燃燒的工藝系統及方法，實現低成本、高效率的收集儲存燃煤發電鍋爐燃燒產生的二氧化碳，實現零碳排放發電。

本發明具體涉及一種應用富氧煙氣通過富氧燃燒實現燃煤發電機組零碳排放的工藝系統及方法，包括燃煤發電鍋爐，其主要特征為：該工藝系統及方法主要包括氣體預混裝置、煙氣回流裝置、高濃度氧氣助燃裝置、制氧裝置、輔助燃料裝置、制粉裝置、燃煤發電鍋爐、環保裝置、二氧化碳收集與儲存裝置，其中氣體預混裝置通過二氧化碳煙氣管道和氧氣管道分別與煙氣回流裝置和制氧裝置相連，煙氣回流裝置通過二氧化碳煙氣管道與燃煤發電鍋爐尾部煙道相連，其工藝流程為：

a.制氧裝置制取氧氣，分別送入氣體預混裝置和高濃度氧氣助燃裝置；

b.煙氣回流裝置抽取部分經環保裝置凈化處理后的高濃度二氧化碳煙氣，送入氣體預混裝置；

c.氣體預混裝置將回流煙氣與氧氣按比例進行均勻混合成富氧煙氣，并將富氧煙氣作為燃煤發電鍋爐的燃盡風、二次風、一次風；

d.高濃度氧氣助燃裝置將輔助燃料與氧氣提前預混，并點燃形成火核，該火核引燃高濃度氧氣助燃裝置內的一次風煤粉(富氧煙氣與煤粉的混合物)，著火的一次風煤粉進入燃煤發電鍋爐內燃燒；

e.燃煤發電鍋爐內煤粉與富氧煙氣燃燒產生的煙氣經環保裝置凈化處理后，得到高濃度的二氧化碳煙氣，其中部分二氧化碳煙氣被煙氣回流裝置抽走循環利用，部分二氧化碳煙氣被二氧化碳收集與儲存裝置直接收集、封存，實現燃煤發電機組零碳排放發電。

更進一步的技術方案是，氣體預混裝置安裝在每個制粉/供粉裝置的前后端，以及安裝在每個燃盡風噴口和每個二次風噴口的前端，并且可以多點安裝，氣體預混裝置內產生的富氧煙氣代替燃煤發電鍋爐原有的一次風、二次風、燃盡風。

更進一步的技術方案是，輔助燃料裝置為高濃度氧氣助燃裝置提供輔助燃料，輔助燃料可以為煤氣，也可以是天然氣或燃油。

更進一步的技術方案是，高濃度氧氣助燃裝置安裝在燃煤發電鍋爐原有的一次風煤粉噴口處，高濃度氧氣助燃裝置內的輔助燃料與氧氣提前預混燃燒形成火核，該火核繼續引燃高濃度氧氣助燃裝置內一次風煤粉(富氧煙氣與煤粉的混合物)，使一次風煤粉以著火燃燒狀態進入燃煤發電鍋爐。

更進一步的技術方案是，煙氣回流裝置主要由引風機構成，燃煤發電鍋爐內煤粉與富氧煙氣燃燒的煙氣全部進入環保裝置，經環保裝置凈化處理后得到的高濃度二氧化碳煙氣，其中部分二氧化碳煙氣被煙氣回流裝置抽取循環利用，部分二氧化碳煙氣被二氧化碳收集與儲存裝置直接收集、封存，實現燃煤發電機組零碳排放發電。