专利名称：循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法
技术领域：
本发明涉及一种循环流化床温烟气循环氧燃烧捕捉C02的方法，属于节能、环
保工程的技术领域。
背景技术：
由于化石燃料燃烧而排放的大量温室气体C02对环境造成的危害已引起了全球 的高度关注。在众多的C02分离捕集技术当中，氧燃烧技术作为一种新型的可低成 本分离回收co2且污染物排放较低的全新理念的燃烧方式已引起了各国研究者的
重视。将其与循环流化床洁净煤燃烧技术结合的循环流化床氧燃烧技术具有广泛
的应用前景。其与煤粉炉氧燃烧技术相比优势有三
1. 烟气循环量可大幅降低，锅炉体积相应变小；
2. 可实现S(VN(X的炉内协同脱除，勿需尾部烟气处理装置；3. 勿需开发新型燃烧器，等等。
但也存在一定缺点，高02浓度燃烧带来的炉膛体积变小使得炉内受热面的布置存 在困难；而温度过高则会偏离循环流化床锅炉的最佳运行，降低脱硫效率。
为了解决上述问题，提出一种基于温烟气循环的循环流化床氧燃烧捕捉co2
的方法。
发明内容
技术问题本发明的目的是公开一种循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化 碳的方法。该方法加强了炉内辐射换热量，提高了锅炉的燃烧效率和脱硫效率， 可实现气态污染物的近零排放，同时可降低空气分离装置和二氧化碳压縮器的能 耗，提高发电效率。
技术方案本发明的循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法为将 燃料仓内的燃料和脱硫剂仓内的脱硫剂加入循环流化床炉膛燃烧，所产生的烟气 经尾部受热面换热后，加热由空气分离装置分离空气制得的氧气进而产生温度为
140°C-150°C的温烟气，用30%-70%的温烟气与加热后氧气混合后分为一次氧化剂和二次氧化剂送回到循环流化床炉膛进行循环燃烧，剩余的温烟气送入除尘器 除尘，然后经多级冷凝器除水和压縮器压缩得到体积浓度95%以上的二氧化碳， 实现资源化利用或者封存。
送回是循环流化床炉膛进行循环燃烧的温烟气富含水蒸气、夹带未燃碳和活 性脱硫剂。
由空气分离装置分离空气制得的的氧气浓度为96. 5%-98. 5% 。 有益效果
1. 与循环流化床冷烟气(通常温度〈10(TC)循环氧燃烧相比，实现了能量的合理 利用，使锅炉热效率提高。
2. 与循环流化床冷烟气循环氧燃烧相比，炉内烟气成分中的水蒸气含量提高，增 强了炉内的辐射换热。
3. 与除尘后的烟气循环循环流化床氧燃烧相比，实现了烟气内飞灰的再循环，可 提高燃烧效率和脱硫效率。
4. 与其他02浓度的氧燃烧相比，降低了制氧功耗和C02压縮功耗，提高了发电效
率。
图1为循环流化床温烟气循环氧燃烧减排C02的方法的示意图。
具体实施例方式
将燃料和脱硫剂加入循环流化床锅炉燃烧，所产生的烟气经过尾部受热面换
热后加热由空气分离装置制得的02 (浓度为96.5%-98.5%)产生140°C-150t的 温烟气，用上述温烟气中的30%-70%和02混合作为氧化剂送回到妒内进行循环 燃烧，剩余的温烟气送入除尘器除尘，然后经多级冷凝除水和压缩得到高浓度C02 (大于95%)，实现资源化利用或者封存。该系统中由于循环烟气中水蒸气的存在， 有效加强了炉内辐射换热量，解决了循环流化床氧燃烧锅炉对流换热量不足的问 题；同时循环烟气中携带的未燃碳和未反应的活性脱硫剂进入炉内，提高了锅炉 的燃烧效率和脱硫效率，可实现气态污染物的近零排放。制氧浓度为96.5% -98.5%，优化了制氧功耗和C02压缩功耗，使制氧功耗和C02压缩功耗之和最小， 降低了厂用电，提高了发电效率。如此形成了循环流化床温烟气循环氧燃烧捕捉 C02的方法。
本发明循环流化床温烟气循环氧燃烧捕捉C02方法一种实施例的结构如图1所示，燃料仓1、脱硫剂仓2和循环流化床燃烧室3相连，循环流化床燃烧室3下端 和冷渣器4相连，上端和旋风分离器5相连，旋风分离器5下端和外置换热器6 上端相连，外置换热器6下端和循环流化床燃烧室3相连，旋风分离器5和过热 器、再热器、省煤器等尾部受热面7顺次相连，尾部受热面7和02预热器10、除 尘器11、烟气冷凝器12和压縮器14顺次相连，空气分离装置8和02预热器10 相连。化回收器9和空气分离装置8相连，冷凝水回收器13和烟气冷凝器12相 连。
把燃料仓1内的燃料和脱硫剂仓2内的脱硫剂通过加料机加入循环流化床燃 烧室3进行燃烧，燃料燃烧产生的热量加热水产生蒸汽进行发电；产生的底渣经 过冷渣器4冷却后排出炉内；脱硫剂在炉内捕捉燃料燃烧产生的S02实现炉内脱硫， 脱硫产物也随底渣一起排出炉内；产生的烟气携带飞灰进入旋风分离器5，在旋风 分离器5内大量的固体颗粒被分离下来进入外置换热器6换热，换热后的固体颗 粒重新进入循环流化床燃烧室3进行燃烧；旋风分离器5出来的烟气依次经过过 热器、再热器、省煤器等尾部受热面7换热后进入02预热器10，加热由空气分离 装置8分离空气8-1制得的028-2后(浓度约为97. 5% )产生140°C-150°C的温烟 气，用所述温烟气中的30%-70% 10-2和加热后的0210-1混合分作一次氧化剂3-1 和二次氧化剂3-2回到循环流化床燃烧器3内进行循环燃烧，剩余的温烟气10-3 经除尘器11除尘，在烟气冷凝器12内被电厂循环水冷却除水，此时烟气内C02 浓度可达95%以上。用C02压缩器14将富含C02的烟气压缩14-1用于提高油田石 油采收率等资源化利用或者打入废弃的气田或海底进行封存。如此形成了循环流 化床温烟气循环氧燃烧捕捉C02的方法。
N2回收器9用来回收空气分离器产生的N2;冷凝器回收器13用来回收烟气冷 凝器产生的冷凝水。
权利要求
1.一种循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法，其特征在于将燃料仓(1)内的燃料和脱硫剂仓(2)内的脱硫剂加入循环流化床炉膛(3)燃烧，所产生的烟气经尾部受热面(7)换热后，加热由空气分离装置(8)分离空气(8-1)制得的氧气(8-2)进而产生温度为140℃-150℃的温烟气，用30％-70％的温烟气(10-2)与加热后氧气(10-1)混合后分为一次氧化剂(3-1)和二次氧化剂(3-2)送回到循环流化床炉膛(3)进行循环燃烧，剩余的温烟气(10-3)送入除尘器(11)除尘，然后经多级冷凝器(12)除水和压缩器(14)压缩得到体积浓度95％以上的二氧化碳(14-1)，实现资源化利用或者封存。
2. 如权利要求1所述的循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法，其特 征在于送回是循环流化床炉膛(3)进行循环燃烧的温烟气(10-2)富含水蒸气、夹带 未燃碳和活性脱硫剂。 '
3. 如权利要求1所述的循环流化床温烟气循环氧燃烧减排二氧化碳的方法，其特 征在于由空气分离装置(8)分离空气(8-1)制得的的氧气(8-2)浓度为96.5%-98.5 %。
全文摘要
循环流化床温烟气循环氧燃烧减排CO<sub>2</sub>的方法，是一种基于温烟气循环将氧燃烧技术应用于循环流化床锅炉实现CO<sub>2</sub>减排的方法。燃料和脱硫剂进入循环流化床锅炉，以O<sub>2</sub>和循环烟气的混合气为燃烧介质，燃烧产生的烟气经过尾部受热面后加热来自空分装置的O<sub>2</sub>(浓度为96.5％-98.5％)，产生140-150℃的温烟气，用该温烟气的30％-70％和O<sub>2</sub>混合作为氧化剂送回炉内燃烧，剩余烟气经除尘器除尘、多级冷凝除水和压缩(CO<sub>2</sub>体积浓度大于95％)，实现资源化利用或封存。循环烟气富含水蒸气、夹带未燃碳和活性脱硫剂，增强了炉内辐射换热、解决了锅炉对流换热量不足的问题，提高了锅炉的燃烧效率和脱硫效率，可实现气态污染物的近零排放；并可降低空分和CO<sub>2</sub>压缩的综合电耗，提高发电效率。
文档编号F23C10/00GK101634449SQ20091003414
公开日2010年1月27日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者新 吴, 骛 周, 财 梁, 段伦博, 段钰锋, 赵长遂, 陈晓平 申请人:东南大学