一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鍋爐環保技術領域，特別是一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法。
【背景技術】
[0002]燃料燃燒排放的污染物是大氣污染物的主要部分，煙氣成分主要是C02、少量的水蒸汽、少量的02、N2以及污染物NOx和S0 2。隨著能源需求的快速增長和燃料使用量的急劇增加，導致溫室氣體C02在自然界的累積量不斷加大，控制燃料燃燒過程0)2的排放，對于應對溫室效應和全球變暖具有重要的作用。特別是對于中國，鑒于其能源結構以煤為主的特點，0)2排放水平急劇增加并已經居于世界第一位的現狀，開發高效的燃煤C0 2減排技術，控制我國燃煤C02排放水平，具有重大的社會意義和經濟價值。
[0003]燃料燃燒技術分為富氧燃燒技術和貧氧燃燒技術，貧氧燃燒技術可抑制NOx的生成，且具有一定的節能效果，貧氧燃燒的節能原理為:對高溫煙氣進行循環利用，高溫煙氣可維持爐膛內的高溫度，從而使需要供入的燃料量和空氣量就得到減少。
[0004]然而，經研究發現，直接利用高溫煙氣進行循環仍有大量問題存在:S1、由于大量煙氣的循環，導致煙氣中NOx和302的含量會隨著循環次數的增加而不斷富集，同時多次的煙氣循環會增加漏風現象，并使得煙氣中隊含量增加；S2、降低貧氧燃燒煙氣中0)2的濃度，進而增加后續壓縮純化的難度，降低C02的捕獲效率，不利于C0 2進一步開發利用；S3、大量的煙氣循環會導致鍋爐容易發生結垢等現象，加重鍋爐維護的負擔。

【發明內容】

[0005]本發明提供了一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，在有效控制NOx的生成的同時，可提高C02的捕捉效率。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術方案為:
[0007]—種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，包括以下步驟:
[0008]S1、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210?230°C的水蒸汽；
[0009]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風的體積比為1?2:60，使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，水蒸氣與二次風的體積比為1?2:40，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒，在抑制N0X生成的同時，提高煙氣中二氧化碳的捕捉效果。
[0010]進一步的，所述一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的75?79% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的21?25%。
[0011]更優選的，所述一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的22%。
[0012]進一步的，所述步驟S2中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉換成水蒸氣進行補足。
[0013]本發明具有以下優點:
[0014](1)利用高溫煙氣的熱量加熱媒介水，通過水蒸氣與一次風和二次風的混合，調節爐膛中火焰的溫度和鍋爐換熱狀態，與傳統的貧氧燃燒方式相比，不再利用循環煙氣的使用，避免了煙氣中NOx和302的含量會隨著循環次數的增加而不斷富集，同時提高了 0)2的捕獲效率；
[0015](2)嚴格控制一次風和二次風的送氧量，有效抑制熱力型NOx形成；
[0016](3)避免了煙氣的多次循環，減輕了鍋爐的負擔，具有節能環保的優勢；
[0017](4)有利于煙氣中C02的回收再利用，節約成本，實現了循環經濟的發展。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的工藝流程不意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍和應用范圍不限于以下實施例:
[0020]實施例1
[0021]—種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，結合圖1所示，包括以下步驟:
[0022]S1、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210?230°C的水蒸汽；
[0023]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風的體積比為1:30，使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，水蒸氣與二次風的體積比為1:20，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒，在抑制N0X生成的同時，提高煙氣中二氧化碳的捕捉效果。
[0024]其中，一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的79% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的21%。
[0025]進一步的，所述步驟S2中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉換成水蒸氣進行補足；其中，媒介水是將水放入加熱裝置中，利用高溫煙氣回收的熱量進行加熱。
[0026]爐膛燃燒的高溫煙氣經熱交換、凈化后，進入壓縮系統處理成液態的，進行回收利用C02，凈化處理后0)2的濃度為91?92%。
[0027]實施例2
[0028]—種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，結合圖1所示，包括以下步驟:
[0029]S1、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210?230°C的水蒸汽；
[0030]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風的體積比為1:60，使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，水蒸氣與二次風的體積比為1:40，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒，在抑制N0X生成的同時，提高煙氣中二氧化碳的捕捉效果。
[0031]其中，一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的22%。
[0032]進一步的，所述步驟S2中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉換成水蒸氣進行補足；其中，媒介水是將水放入加熱裝置中，利用高溫煙氣回收的熱量進行加熱。
[0033]爐膛燃燒的高溫煙氣經熱交換、凈化后，進入壓縮系統處理成液態的，進行回收利用C02，凈化處理后0)2的濃度為92?92.5%。
[0034]實施例3
[0035]—種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，結合圖1所示，包括以下步驟:
[0036]S1、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210?230°C的水蒸汽；
[0037]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風的體積比為1:40，使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，水蒸氣與二次風的體積比為1.5:40，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒，在抑制N0X生成的同時，提高煙氣中二氧化碳的捕捉效果。
[0038]其中，一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的75% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的25%。
[0039]進一步的，所述步驟S2中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉換成水蒸氣進行補足；其中，媒介水是將水放入加熱裝置中，利用高溫煙氣回收的熱量進行加熱。
[0040]爐膛燃燒的高溫煙氣經熱交換、凈化后，進入壓縮系統處理成液態的，進行回收利用C02，(:02的濃度為90.0?90.
[0041]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1.一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，其特征在于包括以下步驟: 51、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210?230°C的水蒸汽； 52、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風的體積比為1?2:60，一次風由鼓入的空氣和循環煙氣按使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，水蒸氣與二次風的體積比為1?2:40，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒，在抑制NOx生成的同時，提高煙氣中二氧化碳的捕捉效果。2.根據權利要求1所述的一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，其特征在于: 所述一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的75?79% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的21?25%。3.根據權利要求2所述的一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，其特征在于: 所述一次風供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風供氧量為燃料燃燒需氧量的22%。4.根據權利要求1所述的一種循環水蒸氣應用于煤燃燒鍋爐的工藝，其特征在于: 所述步驟S2中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉換成水蒸氣進行補足。
【專利摘要】本發明公開了一種提高二氧化碳捕捉效率的煤燃燒方法，包括以下步驟：S1、對鍋爐燃燒所產生的高溫煙氣進行余熱回收、凈化、冷凝壓縮，冷凝壓縮后分離出的冷凝水，用回收生成的熱量將冷凝水加熱轉換成210～230℃的水蒸汽；S2、將其中一部分水蒸氣與一次風送入鍋爐的爐膛，使煤粉在燃燒第一焰區燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區；其中一部分水蒸氣與二次風混合，送入煤粉燃燒的第二焰區，使煤粉在燃燒第二焰區形成貧氧燃燒；S3、生成的煙氣通過壓縮系統將氣體處理成液態分離回收其中的CO2和冷凝水。本發明避免了煙氣中NOx和SO2的含量會隨著循環次數的增加而不斷富集，同時提高了CO2的捕獲效率。
【IPC分類】F23L7/00
【公開號】CN105351961
【申請號】CN201510755362
【發明人】江東, 黃天, 梁君祚, 梁承悍
【申請人】廣西桂晟新能源科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月9日