CN107894006A - 一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，包括炉膛、烟道和脱硫塔，其特征在于：脱硫塔前端的烟道中设有臭氧脱硝装置，炉膛使用的燃烧器是富氧燃烧器，富氧燃烧器的氧气由制氧装置提供，制氧装置的供电由清洁能源电力提供。有益效果：一方面通过使用清洁能源电力，解决了臭氧脱硝装置的运行成本高的问题；另一方面使用内燃式富氧低氮燃烧器减少了炉膛中氮氧化物的生成，使烟道中的氮氧化物含量变低，需要经过臭氧脱硝装置脱硝的氮氧化物总量也变少，所以可以进行臭氧脱硝装置普及应用，达到火力发电低氮排放的需求。使用了清洁能源电力制氧可以为消纳可再生能源做出了贡献，并且可以为燃烧器所使用，充分的利用了清洁能源电力。

Description

一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统及方法
技术领域
本发明属于清洁能源电力利用与火力发电领域，特别涉及一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统及方法。
背景技术
当前环境的保护理念逐渐加强，现在一方面越来越推荐使用清洁能源电力，另一方面对火力发电的生产和排放要求越来越高。
清洁能源电力的产量不受人为控制，导致我国各地不断出现弃风、弃光和弃水电事件，据国家能源局的公开数据，仅2016年全国弃风电量497×108kW·h，弃光率仅西部地区就已达20％，这些清洁能源电力不断的被浪费，实在让人痛心，因此必须想尽办法提高消纳清洁能源的能力。甚至有政策提出当清洁能源富余时，大量使用清洁能源电力或将清洁能源电力转换为其他能量形式存储起来可以给予补助。
与此同时对火力发电燃煤锅炉的烟气排放标准正在逐渐降低，对于氮氧化物甚至提出了近零排放，单纯使用SCR脱硝已经不能满足国家需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统及方法。
一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，包括炉膛、烟道和脱硫塔，其特征在于：脱硫塔前端的烟道中设有臭氧脱硝装置，炉膛使用的燃烧器是富氧燃烧器，富氧燃烧器的氧气由制氧装置提供，制氧装置的供电由清洁能源电力提供。
采用上述结构，在烟道中设置臭氧脱硝装置，对烟道影响小，污染小，除氮氧化物效果好。同时利用清洁能源电力为富氧燃烧器制造氧气，充分利用可再生能源，节省能源消耗。
进一步，制氧装置的出口设有储氧装置。
采用上述结构，将多余的氧气储存起来，特别是清洁能源电力处于高峰富余时，加大氧气的产出，将氧气储存，当清洁能源电力处于低谷匮乏时，使用储存装置中的氧气。
进一步，储氧装置的供电由清洁能源电力或厂用电力提供。
采用上述结构，清洁能源电力或厂用电力都是相对来说较为便宜的电力，可以节约电厂运行成本。
进一步，制氧装置的供电还由厂用电力提供。
进一步，所述臭氧脱硝装置的臭氧由制臭氧装置提供，该制臭氧装置的原料氧气由所述制氧装置提供。
采用上述结构，采用制氧装置产生的氧气极大的降低了臭氧脱销装置的运行成本，解决了臭氧脱销无法普及应用的问题。同时加大对氧气的使用量，一方面能提高清洁能源电力的消耗，一方面能充分利用氧气，减少制臭氧的成本。
进一步，所述富氧燃烧器是内燃式富氧低氮燃烧器。
采用上述结构，可以降低炉膛内的氮氧化物生成，使排放的氮氧化物降低，减小后序脱硝的负担。
进一步，所述富氧燃烧器所需辅助点火源由燃油系统或LNG系统提供。
进一步，所述制氧装置是采用的空气分离法制氧。
一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排的方法，利用清洁能源电力为制氧装置供电，制氧装置生成的氧气一部分为富氧燃烧器提供氧气，另一部分为制臭氧装置提供原料，制臭氧装置生成的臭氧供给烟道中的臭氧脱硝装置，利用臭氧脱硝装置进行烟气脱硝。
采用上述方法，可以充分利用清洁能源电力产生大量氧气，并利用氧气一部分作为燃烧使用，一部分作为制臭氧原料降氮使用。
进一步，当清洁能源电力处于高峰时，使用清洁能源电力为制氧装置全负荷运行供电，大量产出氧气，一部分供后序装置使用，绝大部分通过储氧装置将清洁能源电力转化为氧气储存；当清洁能源电力处于低谷时，后序装置消耗的氧气由储氧装置中的氧气提供或者由储氧装置中的氧气结合低负荷运行的制氧装置产出氧气共同提供。
采用上述方法，积极响应国家号召，大量消耗处于高峰时的清洁能源电力。制成氧气通过储氧装置储存起来，当清洁能源电力不足时，在消耗储氧装置中的氧气。
如上所述，本发明的有益效果是：
一方面通过使用清洁能源电力，解决了臭氧脱硝装置的运行成本高的问题；另一方面使用内燃式富氧低氮燃烧器减少了炉膛中氮氧化物的生成，使烟道中的氮氧化物含量变低，需要经过臭氧脱硝装置脱硝的氮氧化物总量也变少，所以可以进行臭氧脱硝装置普及应用，达到火力发电低氮排放的需求。使用了清洁能源电力制氧可以为消纳可再生能源做出了贡献，并且可以为燃烧器所使用，充分的利用了清洁能源电力。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，包括炉膛13、烟道14和脱硫塔11，脱硫塔11前端的烟道14中设有臭氧脱硝装置9，炉膛13使用的燃烧器5是富氧燃烧器，富氧燃烧器的氧气由制氧装置2提供，制氧装置2的供电由清洁能源电力1提供。清洁能源电力1可以是由水利，太阳能，风能，核能等制成。
烟道14中还包括空预器7、电除尘装置8、风机和烟囱12等，在空预器7前端可以设置或不设置SCR脱硝系统6。富氧燃烧器可以使用煤或者天然气等物质作为燃料，以煤作为燃料可以在富氧燃烧器前端设置制煤系统3，以天然气为燃料可以在富氧燃烧器前端设置LNG站4。
本实施例利用先使用清洁能源发电或利用电网上购买的清洁能源电力1为制氧装置2供电，制氧装置2生成的氧气输送给富氧燃烧器，氧气强化燃料的燃烧，提升燃烧效率。在炉膛13内完全燃烧后进去烟道14中，在烟道14中被SCR脱硝系统6进行初步脱硝，然后被空预器7和电除尘装置8过滤，过滤后的烟气进入臭氧脱硝装置9，臭氧脱销装置9进一步的降低烟气中氮氧化物含量，将烟气中的氮氧化物氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而进入脱硫塔11中的进行湿法洗脱。
一套臭氧脱硝装置9其运行成本只有臭氧设备的本身的功耗和制取臭氧的氧气。经过了前端的SCR脱硝系统6处理后烟气中的氮氧化物已经减少很多，臭氧脱硝装置9需要氧化的氮氧化物总量变少。而且制取臭氧的氧气通过本实施例中的制氧装置2制成，利用的是相对廉价的清洁能源电力或者厂用电力，因此能极大的降低了臭氧脱硝装置9的运行成本。
实施例2
一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，包括炉膛13、烟道14和脱硫塔11，脱硫塔11前端的烟道14中设有臭氧脱硝装置9，炉膛13使用的燃烧器5是富氧燃烧器，富氧燃烧器的氧气由制氧装置2提供。制氧装置2的供电由清洁能源电力1或厂用电力提供；制氧装置2的出口设有储氧装置21，储氧装置21的供电由清洁能源电力1或厂用电力提供。制氧装置2是采用的空气分离法制氧，常用的空分制氧方法主要有深冷法和变压吸附法。
烟道14中还包括空预器7、电除尘装置8、风机和烟囱12等，在空预器7前端可以不设置SCR脱硝系统。富氧燃烧器可以使用煤或者天然气作为燃料。以煤作为燃料可以在富氧燃烧器前端设置制煤系统3，或者以天然气为燃料可以在富氧燃烧器前端设置LNG站4。
所述臭氧脱硝装置9的臭氧由制臭氧装置10提供，该制臭氧装置10的原料氧气由所述制氧装置2提供。所述富氧燃烧器是内燃式富氧低氮燃烧器。在锅炉侧就降低了氮氧化物的生成，因此可以取代SCR脱硝系统，由于不再设置SCR脱销系统，则无需考虑原风机、风量、风压不能满足使用要求带来的风机更换、使用后的风阻、清尘、还原剂、氨水、氨逃逸等，以及使用蒸气和建立氨区、报装等手续，所以臭氧脱硝比SCR脱硝更加便捷有效。
本实施例利用在清洁能源电力处于高峰时，使用清洁能源电力为制氧装置全负荷运行供电，大量产出氧气，一部分供内燃式富氧低氮燃烧器和臭氧脱硝装置使用，绝大部分通过储氧装置将清洁能源电力转化为氧气储存；在清洁能源电力处于低谷时，后序装置消耗的氧气由储氧装置中的氧气提供或者由储氧装置中的氧气结合低负荷运行的制氧装置产出氧气共同提供。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，包括炉膛、烟道和脱硫塔，其特征在于：脱硫塔前端的烟道中设有臭氧脱硝装置，炉膛使用的燃烧器是富氧燃烧器，富氧燃烧器的氧气由制氧装置提供，制氧装置的供电由清洁能源电力提供。
2.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述制氧装置的出口设有储氧装置。
3.根据权利要求2所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述储氧装置的供电由清洁能源电力或厂用电力提供。
4.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述制氧装置的供电还由厂用电力提供。
5.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述臭氧脱硝装置的臭氧由制臭氧装置提供，该制臭氧装置的原料氧气由所述制氧装置提供。
6.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述富氧燃烧器是内燃式富氧低氮燃烧器。
7.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述富氧燃烧器所需辅助点火源由燃油系统或LNG系统提供。
8.根据权利要求1所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排系统，其特征在于：所述制氧装置是采用的空气分离法制氧。
9.一种使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排的方法，其特征在于：利用清洁能源电力为制氧装置供电，制氧装置生成的氧气一部分为富氧燃烧器提供氧气，另一部分为制臭氧装置提供原料，制臭氧装置生成的臭氧供给烟道中的臭氧脱硝装置，利用臭氧脱硝装置进行烟气脱硝。
10.根据权利要求9所述使用清洁能源电力的储氧燃烧节能减排的方法，其特征在于：
当清洁能源电力处于高峰时，使用清洁能源电力为制氧装置全负荷运行供电，大量产出氧气，一部分供后序装置使用，绝大部分通过储氧装置将清洁能源电力转化为氧气储存；
当清洁能源电力处于低谷时，后序装置消耗的氧气由储氧装置中的氧气提供或者由储氧装置中的氧气结合低负荷运行的制氧装置产出氧气共同提供。
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