專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煤粉微正壓富氧燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤粉燃燒方法，具體涉及一種煤粉微正壓富氧燃燒方法，用于電力行 業(yè)鍋爐穩(wěn)燃和CO2捕捉。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有煤粉在O2和CO2環(huán)境下循環(huán)燃燒工藝，利用空氣分離獲得的O2和部分燃 燒所產(chǎn)生煙氣的混合物與燃料組織燃燒，從而提高排煙中CO2的濃度，燃燒爐膛的壓力為 約_50Pa的微負(fù)壓，通過(guò)循環(huán)的煙氣來(lái)調(diào)節(jié)燃燒溫度，同時(shí)循環(huán)煙氣又替代空氣中的氮?dú)?攜帶熱量以保證鍋爐的傳熱和熱效率。O2和CO2循環(huán)燃燒是目前國(guó)際研究的一大熱點(diǎn)，因?yàn)槠淞闩欧诺奶攸c(diǎn)受到各國(guó)的 重視，我國(guó)也在大力研究和開(kāi)發(fā)該工藝的實(shí)用性。但現(xiàn)有工藝同樣存在很多問(wèn)題對(duì)于一般 的微負(fù)壓煤粉鍋爐，微負(fù)壓導(dǎo)致的漏風(fēng)稀釋了 CO2濃度，對(duì)CO2濃度的進(jìn)一步提高造成很大 的影響；而且一些燃用劣質(zhì)煤的電站鍋爐，點(diǎn)火和穩(wěn)燃都很困難，如果敷設(shè)衛(wèi)燃帶，雖然可 以提高著火與燃燒區(qū)的溫度。但這又會(huì)使低灰熔點(diǎn)無(wú)煙煤在爐內(nèi)形成嚴(yán)重結(jié)焦，以致無(wú)法 運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種煤粉微正壓富氧燃燒方法，通過(guò)煤粉O2和CO2循環(huán)的微正壓燃燒， 解決現(xiàn)有煤粉燃燒方法所存在的爐膛負(fù)壓導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重、點(diǎn)火和穩(wěn)燃都很困難的問(wèn)題。所述微正壓燃燒，是指在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 IOOPa ；所 述富氧燃燒，是指燃燒氣氛下的O2體積濃度大于空氣中O2體積濃度(21% )。本發(fā)明的一種煤粉微正壓富氧燃燒方法，依次包括點(diǎn)火燃燒步驟和煙氣循環(huán)步 驟；其特征在于點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐 膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)?氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2 ；第二部分高溫?zé)煔庾鳛檠h(huán)煙氣；第二部分 高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔馔ㄟ^(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與O2混合后進(jìn)入 爐膛；第二路高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛；所述煙氣循環(huán)步驟中，第一部分高溫?zé)煔夂偷诙糠指邷責(zé)煔獾捏w積比為 3 7 5 5 ；所述第一路高溫?zé)煔夂偷诙犯邷責(zé)煔獾捏w積比為6 4 8 2 ；進(jìn)入 爐膛的O2與第二部分高溫?zé)煔獾捏w積比為3 7 2. 8 7.2 ；在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 lOOPa。所述的煤粉微正壓富氧燃燒方法，其特征在于所述煙氣循環(huán)步驟中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力的措施為通過(guò)觀測(cè)爐膛內(nèi)中部的壓 力值，調(diào)節(jié)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)和冷循環(huán)風(fēng)機(jī)，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 lOOPa。
本發(fā)明在02/C02氣氛下，為了獲得與空氣氣氛相似的絕熱火焰溫度并且為保證 燃燒，氣氛中氧濃度高達(dá)30%，煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵蠴2占高溫?zé)煔獾捏w積比為 3 % 5 % ；爐膛內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高濃度CO2和H2O,使得爐膛內(nèi)混合氣體具有較高的比熱和 輻射特性，煙氣循環(huán)下的鍋爐內(nèi)的輻射換熱性能比空氣氣氛燃燒鍋爐內(nèi)輻射換熱性能增加 20%。與空氣氣氛相比，02/0)2燃燒技術(shù)中煙氣的多次循環(huán)使得爐內(nèi)存在著較高的SO2濃 度，更適于爐內(nèi)高溫脫硫，SO2的濃度可從32656mg/kg煤減少到8561mg/kg煤；同時(shí)煙氣多 次循環(huán)使得NO排放大大降低，可從5266. 77mg/kg煤減少到2450. 37mg/kg煤。在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 IOOPa的微正壓可完全消除爐內(nèi) 漏風(fēng)，對(duì)著火與燃燒的穩(wěn)定極為有利，并能提高煙氣CO2濃度；微正壓提高了爐內(nèi)壓力，減少 煙氣中CO2的離解率，這樣使得煙氣中CO含量減少，CO2含量增加，因而使化學(xué)不完全燃燒 損失減少；微正壓下?tīng)t內(nèi)壓力增高，反應(yīng)介質(zhì)容積相應(yīng)減少，而在爐膛容積不變的情況下， 介質(zhì)在爐內(nèi)停留時(shí)相對(duì)增加，因而有利于提高煤粉的燃盡度；微正壓下?tīng)t內(nèi)壓力增高，氣流 對(duì)爐膛的充滿(mǎn)系數(shù)也提高，可以更加充分的利用爐膛容積。


圖1為本發(fā)明流程示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明依次包括點(diǎn)火燃燒步驟和煙氣循環(huán)步驟，鍋爐的爐膛內(nèi)中部 設(shè)有壓力表；點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐 膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)?氣經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2 ；第二部分高溫?zé)煔庾鳛檠h(huán)煙氣；第二部分 高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔馔ㄟ^(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與O2混合后進(jìn)入 爐膛；第二路高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛；在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 lOOPa。實(shí)施例1點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐 膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)?氣占全部高溫?zé)煔怏w積的30%，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2;第二部分高溫 煙氣占全部高溫?zé)煔怏w積的70%，作為循環(huán)煙氣；第二部分高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的60%，從爐膛 尾部省煤器后部抽出后，通過(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與分離空氣所得O2混合后進(jìn)入 爐膛，混合后O2體積占混合后氣體體積的30 % ；第二路高溫?zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的40 %，依次通過(guò)冷卻器和電除塵器，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛。在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50Pa。實(shí)施例2
點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)煔庹既扛邷責(zé)煔怏w積的30%，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2;第二部分高溫 煙氣占全部高溫?zé)煔怏w積的70%，作為循環(huán)煙氣；第二部分高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的80%，從爐膛尾部省煤器后部抽出后，通過(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與分離空氣所得O2混合后進(jìn)入 爐膛，混合后O2體積占混合后氣體體積的30 % ；第二路高溫?zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的20 %，依 次通過(guò)冷卻器和電除塵器，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛。在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50Pa。實(shí)施例3點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐 膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)?氣占全部高溫?zé)煔怏w積的50%，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2;第二部分高溫 煙氣占全部高溫?zé)煔怏w積的50%，作為循環(huán)煙氣；第二部分高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的60%，從爐膛 尾部省煤器后部抽出后，通過(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與分離空氣所得O2混合后進(jìn)入 爐膛，混合后O2體積占混合后氣體體積的28 % ；第二路高溫?zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的40 %，依 次通過(guò)冷卻器和電除塵器，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛。在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為lOOPa。實(shí)施例4點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐 膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)?氣占全部高溫?zé)煔怏w積的50%，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2;第二部分高溫 煙氣占全部高溫?zé)煔怏w積的50%，作為循環(huán)煙氣；第二部分高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的80%，從爐膛 尾部省煤器后部抽出后，通過(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與分離空氣所得O2混合后進(jìn)入 爐膛，混合后O2體積占混合后氣體體積的28 % ；第二路高溫?zé)煔庹佳h(huán)煙氣體積的20 %，依 次通過(guò)冷卻器和電除塵器，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛。在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為lOOPa。
權(quán)利要求
一種煤粉微正壓富氧燃燒方法，依次包括點(diǎn)火燃燒步驟和煙氣循環(huán)步驟；其特征在于點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)，將分離空氣所獲得O2送入爐膛，點(diǎn)火燃燒；煙氣循環(huán)步驟爐膛內(nèi)煤粉燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥譃閮刹糠?，第一部分高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)冷卻、除塵、脫硫后，再壓縮成液態(tài)CO2；第二部分高溫?zé)煔庾鳛檠h(huán)煙氣；第二部分高溫?zé)煔庠俜譃閮陕返谝宦犯邷責(zé)煔馔ㄟ^(guò)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛入口，與O2混合后進(jìn)入爐膛；第二路高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)冷卻、除塵和脫硫后，通過(guò)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛；所述煙氣循環(huán)步驟中，第一部分高溫?zé)煔夂偷诙糠指邷責(zé)煔獾捏w積比為3∶7～5∶5；所述第一路高溫?zé)煔夂偷诙犯邷責(zé)煔獾捏w積比為6∶4～8∶2；進(jìn)入爐膛的O2與第二部分高溫?zé)煔獾捏w積比為3∶7～2.8∶7.2；在煤粉燃燒過(guò)程中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50～100Pa。
2.如權(quán)利要求1所述的煤粉微正壓富氧燃燒方法，其特征在于所述煙氣循環(huán)步驟中，保持爐膛內(nèi)氣體壓力的措施為通過(guò)觀測(cè)爐膛內(nèi)中部的壓力值， 調(diào)節(jié)高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)和冷循環(huán)風(fēng)機(jī)，保持爐膛內(nèi)氣體壓力為50 lOOPa。
全文摘要
一種煤粉微正壓富氧燃燒方法，屬于煤粉O2和CO2循環(huán)燃燒方法，解決現(xiàn)有燃燒方法漏風(fēng)嚴(yán)重、點(diǎn)火和穩(wěn)燃困難的問(wèn)題。本發(fā)明包括(1)點(diǎn)火燃燒步驟利用循環(huán)煙氣向爐膛輸送煤粉，同時(shí)送O2點(diǎn)火燃燒；(2)煙氣循環(huán)步驟燃燒產(chǎn)生兩部分高溫?zé)煔?，第一部分?jīng)冷卻、除塵、脫硫壓縮成液態(tài)CO2；第二部分再分兩路第一路由高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)送爐膛入口，與O2混合；第二路經(jīng)冷卻、除塵和脫硫后，由冷循環(huán)風(fēng)機(jī)攜帶煤粉送入爐膛，燃燒過(guò)程中保持爐膛內(nèi)微正壓。本發(fā)明用循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)鍋爐汽溫，保持壓力，克服漏風(fēng)，提高鍋爐汽溫、鍋爐熱效率、脫硝率及高溫?zé)煔饫鋮s后的CO2含量，降低NOx排放量、CO2捕捉和收集成本；達(dá)到國(guó)家節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F23L7/00GK101839476SQ201010204720
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者劉忠成, 劉曉東, 周旭凱, 徐龑, 操時(shí)英, 鄒春, 郭鵬 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)