CN113074366A - 一种燃煤烟气co2固化吸附系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤烟气CO2固化吸附系统，包括鼓泡吸附床系统、烟气再循环系统和进排渣系统，基于循环流化床锅炉中温燃烧、炉内石灰石煅烧脱硫、中温排渣的工艺优势，利用排渣余热和其含有的CaO成分进行碳酸化反应吸附CO2，以废治污，成本低，工艺简单，实现了燃煤固废与烟气CO2协同治理，同时使CFB锅炉飞灰含碳量减少，进一步扩展了循环流化床锅炉低成本控制燃煤污染物的优势。

Description

一种燃煤烟气CO2固化吸附系统
技术领域
本发明涉及一种烟气CO2固化吸附系统，尤其是一种循环流化床（CFB）锅炉烟气CO2固化吸附系统。
背景技术
CO2减排是全球问题，燃煤产生的CO2排放量较大，约占50-60%左右，虽然目前还未对燃煤CO2的排放限值有严格的规定，但CO2减排势在必行。目前，处于研究中的CO2减排方法主要有直接湿法、直接干法和间接湿法，间接湿法一般都动酸动碱，二次污染物严重且能耗很高，直接湿法和直接干法能耗也高。对于CO2排放大户-燃煤电厂来说，采用这些方法脱除CO2的成本太高，在国家对CO2排放还未限定的情况下，这些方法不可能被应用。开发一种低成本、无二次污染的CO2减排方法具有十分重要的工程应用价值。燃煤循环流化床锅炉属于中温燃烧，具有低成本控制硫氮氧化物的优势，大部分循环流化床锅炉采用炉内添加石灰石煅烧脱硫，锅炉排出的灰渣中含有未反应的CaO，为吸附烟气中的CO2提供了一定的条件。
发明内容
本发明要解决的具体技术问题是提供一种燃煤烟气CO2固化吸附系统。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的。
一种燃煤烟气CO2固化吸附系统，主要包括鼓泡吸附床系统、烟气再循环系统和进排渣系统。所述鼓泡吸附床系统包括鼓泡吸附床、流化风室、气固分离器、进烟口、排烟口和进渣口；所述烟气再循环系统包括循环流化床锅炉省煤器出口烟道、烟气再循环风机入口管道、烟气再循环风机及烟气再循环风机出口管道、鼓泡吸附床系统排烟管、循环流化床锅炉二次风管道和锅炉；所述进排渣系统包括循环流化床锅炉排渣管、鼓泡吸附床进渣管、鼓泡吸附床排渣管和鼓泡吸附床主排渣管。
所述烟气再循环系统为所述鼓泡吸附床系统提供流化气体；所述进排渣系统是所述鼓泡吸附床系统吸附物质的进出系统。
所述烟气再循环系统，烟气再循环风机入口管道的一端与循环流化床锅炉省煤器出口烟道相连，另一端与烟气再循环风机进口相连；烟气再循环风机出口管道的一端与烟气再循环风机出口相连，另一端与鼓泡吸附床系统进烟口相连，鼓泡吸附床系统排烟口与鼓泡吸附床系统排烟管道一端相连，鼓泡吸附床系统排烟管道另一端与循环流化床锅炉二次风管道相连，二次风管道与锅炉相连。
所述进排渣系统，鼓泡吸附床进渣管一端与循环流化床锅炉排渣管相连，另一端与鼓泡吸附床系统进渣口相连，鼓泡吸附床的渣通过鼓泡吸附床排渣管和鼓泡吸附床主排渣管排出。
所述鼓泡吸附床温度通过所述再循环烟气流量控制。
本发明上述技术方案与现有技术相比，所具有的积极效果在于飞灰和底渣同时进入鼓泡吸附床，利用固废中的CaO吸附CO2，以废治污，成本最低，工艺最简单；本发明为节能型CO2治理方法：利用排渣余热进行碳酸化反应，同时，减轻了水冷渣器的能耗，具有显著的节能减排效益；烟气再循环使飞灰含碳量减少，而且治理后的烟气从二次风口返回炉膛，无需另设除尘器。
本发明基于循环流化床锅炉中温燃烧、炉内石灰石煅烧脱硫、中温排渣的工艺优势，研发CFB大宗灰渣碳酸化固定吸附烟气CO2技术，实现了燃煤固废与烟气CO2协同治理，进一步提升了循环流化床锅炉低成本控制燃煤污染物的优势，引领先进循环流化床燃烧新技术。
附图说明
图1是本发明一种燃煤烟气固化吸附系统的结构示意图。
图中：1：鼓泡吸附床；2：流化风室；3：气固分离器；4：排烟口；5：鼓泡吸附床系统排烟管；6：循环流化床锅炉二次风管道；7：锅炉；8：循环流化床锅炉省煤器出口烟；9：烟气再循环风机入口管道；10：烟气再循环风机；11：烟气再循环风机出口管道；12：进烟口；13：循环流化床锅炉排渣管；14：鼓泡吸附床进渣管；15：进渣口；16：鼓泡吸附床排渣管；17：鼓泡吸附床主排渣管。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
如附图1所述，实施本发明上述所提供的一种燃煤烟气CO2固化吸附系统的技术方案，主要包括鼓泡吸附床系统、烟气再循环系统和进排渣系统；其中的鼓泡吸附床系统包括鼓泡吸附床1、流化风室2、气固分离器3、进烟口12、排烟口4和进渣口15；其中的烟气再循环系统包括循环流化床锅炉省煤器出口烟道8、烟气再循环风机入口管道9、烟气再循环风机10及烟气再循环风机出口管道11、鼓泡吸附床系统排烟管5、循环流化床锅炉二次风管道6和锅炉7；其中的进排渣系统包括循环流化床锅炉排渣管13、鼓泡吸附床进渣管14、鼓泡吸附床排渣管16和鼓泡吸附床主排渣管17。
在本实施例中，烟气再循环系统为所述鼓泡吸附床系统提供流化气体；进排渣系统是所述鼓泡吸附床系统吸附物质的进出系统。
在本实施例中，烟气再循环系统，烟气再循环风机入口管道9的一端与循环流化床锅炉省煤器出口烟道8相连，另一端与烟气再循环风机10进口相连；烟气再循环风机出口管道11的一端与烟气再循环风机10出口相连，另一端与鼓泡吸附床系统进烟口12相连，鼓泡吸附床系统排烟口4与鼓泡吸附床系统排烟管道5一端相连，鼓泡吸附床系统排烟管道5另一端与循环流化床锅炉二次风管道6相连，二次风管道6与锅炉7相连。
在本实施例中，进排渣系统，鼓泡吸附床进渣管14一端与循环流化床锅炉排渣管13相连，另一端与鼓泡吸附床系统进渣口15相连，鼓泡吸附床1的渣通过鼓泡吸附床排渣管16和鼓泡吸附床主排渣管17排出。
在本实施例中，鼓泡吸附床温度通过所述再循环烟气流量控制。
本发明燃煤烟气CO2固化吸附系统在吸附时是将循环流化床锅炉的850℃左右的底渣通过排渣管13和进渣管14送入鼓泡吸附床1，再将循环流化床锅炉省煤器出口烟气通过再循环风机10送至流化风室2，烟气将鼓泡吸附床内的灰渣流化，流化过程中发生气固碳酸化反应：
CaO+CO2→CaCO3
反应后的气固混合物经过气固分离器分离，分离出的烟气（烟气中的CO2部分已经被吸附）经鼓泡吸附床系统排烟管5和循环流化床锅炉二次风管6返回锅炉7；分离下来的灰渣经鼓泡吸附床主排渣管17排出，鼓泡吸附床内的小部分难以流化的大渣经排渣管16排出。
CO2碳酸化反应的最佳温度范围是650-700℃，可通过控制烟气量来维持。
在上述具体实施方案中，燃煤循环流化床锅炉是中温燃烧，具有低成本控制硫氮氧化物的优势。

Claims (5)

1.一种燃煤烟气CO2固化吸附系统，包括鼓泡吸附床系统、烟气再循环系统和进排渣系统；其特征在于：
所述鼓泡吸附床系统，包括鼓泡吸附床（1）、流化风室（2）、气固分离器（3）、进烟口（12）、排烟口（4）和进渣口（15）；
所述烟气再循环系统，包括循环流化床锅炉省煤器出口烟道（8）、烟气再循环风机入口管道（9）、烟气再循环风机（10）及烟气再循环风机出口管道（11）、鼓泡吸附床系统排烟管（5）、循环流化床锅炉二次风管道（6）和锅炉（7）；
所述进排渣系统，包括循环流化床锅炉排渣管（13）、鼓泡吸附床进渣管（14）、鼓泡吸附床排渣管（16）和鼓泡吸附床主排渣管（17）；
其中：烟气再循环风机入口管道（9）的一端与循环流化床锅炉省煤器出口烟道（8）相连，另一端与烟气再循环风机（10）进口相连；烟气再循环风机出口管道（11）的一端与烟气再循环风机（10）出口相连，另一端与鼓泡吸附床系统进烟口（12）相连，鼓泡吸附床系统排烟口（4）与鼓泡吸附床系统排烟管道（5）一端相连，鼓泡吸附床系统排烟管道（5）另一端与循环流化床锅炉二次风管道（6）相连，二次风管道（6）与锅炉（7）相连。
2.如权利要求1所述的燃煤烟气CO2固化吸附系统，其特征在于：所述烟气再循环系统为所述鼓泡吸附床系统提供流化气体。
3.如权利要求1所述的燃煤烟气CO2固化吸附系统，其特征在于：所述鼓泡吸附床系统温度通过再循环烟气流量控制。
4.如权利要求1所述的燃煤烟气CO2固化吸附系统，其特征在于：所述进排渣系统是所述鼓泡吸附床系统吸附物质的进出系统。
5.如权利要求1所述的燃煤烟气CO2固化吸附系统，其特征在于：所述进排渣系统的鼓泡吸附床进渣管（14）一端与所述循环流化床锅炉排渣管（13）相连，另一端与鼓泡吸附床系统进渣口（15）相连，鼓泡吸附床（1）的渣通过鼓泡吸附床排渣管（16）和鼓泡吸附床主排渣管（17）排出。
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