CN216010822U - 一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统 - Google Patents

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向卫
贾益
胡七一
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    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，包括燃煤发电锅炉，该系统主要包括气体预混装置、烟气回流装置、高浓度氧气助燃装置、制氧装置、辅助燃料装置、制粉/供粉装置、燃煤发电锅炉、环保装置、二氧化碳收集与储存装置，其中气体预混装置通过二氧化碳烟气管道和氧气管道分别与烟气回流装置和制氧装置相连，烟气回流装置通过二氧化碳烟气管道与燃煤发电锅炉尾部烟道相连。

Description

一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统
技术领域
本实用新型属于火电行业零碳排放领域，具体为一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统。
背景技术
我国因能源消耗产生的碳排放约97亿吨/年，其中煤炭燃烧产生的碳排放占78％，而煤炭产生的碳排放约52％来自燃煤发电机组。目前针对燃煤发电锅炉的降碳方式主要是在对锅炉尾气进行二氧化碳捕捉，由于燃煤发电锅炉尾气中二氧化碳只占15％左右，大部分都是氮气，采用此方式进行二氧化碳捕捉成本高，工艺复杂，捕捉效果不佳。
因此，本实用新型提出一种操作简便、成本低的零碳排放技术，实现燃煤发电锅炉零碳排放发电。
实用新型内容
基于上述现状，本实用新型提出了一种利用燃煤发电锅炉自身燃烧产生的烟气进行回流燃烧的工艺系统，实现低成本、高效率的收集储存燃煤发电锅炉燃烧产生的二氧化碳，实现零碳排放发电。
本实用新型具体涉及一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，包括燃煤发电锅炉，其主要特征为：该系统主要包括气体预混装置、烟气回流装置、高浓度氧气助燃装置、制氧装置、辅助燃料装置、制粉/供粉装置、燃煤发电锅炉、环保装置、二氧化碳收集与储存装置，其中气体预混装置通过二氧化碳烟气管道和氧气管道分别与烟气回流装置和制氧装置相连，烟气回流装置通过二氧化碳烟气管道与燃煤发电锅炉尾部烟道相连。
更进一步的技术方案是，气体预混装置安装在每个制粉/供粉装置的前后端，以及安装在每个燃尽风喷口和每个二次风喷口的前端，并且可以多点安装，气体预混装置内产生的富氧烟气代替燃煤发电锅炉原有的一次风、二次风、燃尽风。
更进一步的技术方案是，辅助燃料装置为高浓度氧气助燃装置提供辅助燃料，辅助燃料可以为煤气，也可以是天然气或燃油。
更进一步的技术方案是，高浓度氧气助燃装置安装在燃煤发电锅炉原有的一次风煤粉喷口处，与制粉/供粉装置通过管道连接。
更进一步的技术方案是，烟气回流装置主要由引风机构成，环保装置后端烟道连接二氧化碳收集与储存装置，经净化处理后的高浓度二氧化碳烟气被直接收集、封存。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型中的气体预混装置多点安装在制粉/供粉装置前后端、以及安装在每个燃尽风喷口和每个二次风喷口的前端，避免了传统形式上统一预混存在的体量大、预混不均、安全性差的缺陷，将回流烟气和氧气分成多个预混单元，每个预混单元独立对于一个使用端，能够有效保证预混的均匀性、安全性，以及对富氧烟气的供应和控制。
2、本实用新型采用主动控制燃烧的方式，充分利用纯氧助燃的特性，将可控的辅助燃料(煤气、天然气等)、氧气在高浓度氧气助燃装置内提前预混燃烧形成火核，火核引燃煤粉，使煤粉提前着火燃烧后进入炉膛，再与炉内的富氧烟气接触燃烧，保障了锅炉的本质安全，解决因氧气、烟气混合不均造成的燃烧不稳，同时提高锅炉燃烧效率、增加煤粉燃烧时间、燃烧空间，弥补因比热不同造成的效率降低，为锅炉稳定燃烧保驾护航。
3、本实用新型充分利用燃煤发电锅炉燃烧产生的烟气，使用自产的二氧化碳烟气为主流气体，在气体预混装置中按比例配入氧气形成富氧烟气(氧含量＞ 21％)，再将富氧烟气作为燃煤发电锅炉燃烧配风，煤粉与富氧烟气中的氧气燃烧产生大量二氧化碳气体，提高燃烧产生的烟气中二氧化碳的含量，逐渐脱去烟气中氮气等组成，将烟气中二氧化碳含量提升至90％以上，经环保装置净化处理后能直接被二氧化碳收集与储存装置收集、封存，真正实现低成本、高效率的燃煤发电机组零碳排放发电。
附图说明
图1是本实用新型的工艺流程示意图
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型作进一步详细描述。
结合图1，一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，包括燃煤发电锅炉，其主要特征为：该系统及装置主要包括气体预混装置、烟气回流装置、高浓度氧气助燃装置、制氧装置、辅助燃料装置、制粉/供粉装置、燃煤发电锅炉、环保装置、二氧化碳收集与储存装置，其中气体预混装置通过二氧化碳烟气管道和氧气管道分别与烟气回流装置和制氧装置相连，烟气回流装置通过二氧化碳烟气管道与燃煤发电锅炉尾部烟道相连。
气体预混装置安装在每个制粉/供粉装置的前后端，以及安装在每个燃尽风喷口和每个二次风喷口的前端，并且可以多点安装，气体预混装置内产生的富氧烟气代替燃煤发电锅炉原有的一次风、二次风、燃尽风。
辅助燃料装置为高浓度氧气助燃装置提供辅助燃料，辅助燃料可以为煤气，也可以是天然气或燃油。
高浓度氧气助燃装置安装在燃煤发电锅炉原有的一次风煤粉喷口处，与制粉 /供粉装置通过管道连接。
烟气回流装置主要由引风机构成，环保装置后端烟道连接二氧化碳收集与储存装置，经净化处理后的高浓度二氧化碳烟气被直接收集、封存。
工作原理：首先，烟气回流装置抽取部分经环保装置后端烟道内的二氧化碳烟气，送入每个气体预混装置；其次，制氧装置制取氧气，送入每个气体预混装置和每个高浓度氧气助燃装置；第三，气体预混装置将回流烟气与氧气按比例进行均匀混合成富氧烟气(氧含量＞21％)，并将富氧烟气通过管道送入制粉/供粉装置、二次风喷口、燃尽风喷口；第四，在制粉/供粉装置内富氧烟气与煤粉混合形成新一次风煤粉，进入高浓度氧气助燃装置内；第五，高浓度氧气助燃装置将辅助燃料与氧气提前预混燃烧形成火核，引燃新一次风煤粉(富氧烟气与煤粉的混合物)，使煤粉着火燃烧进入燃煤发电锅炉；第六，燃煤发电锅炉内煤粉与富氧烟气燃烧产生的烟气经环保装置净化处理后，得到高浓度的二氧化碳烟气；最后，部分二氧化碳烟气被烟气回流装置抽走循环利用，部分二氧化碳烟气被二氧化碳收集与储存装置直接收集、封存。
实施本实用新型上述的系统及方案，充分利用燃煤发电锅炉燃烧产生的烟气，使用自产的二氧化碳烟气为主流气体，在气体预混装置中按比例配入氧气形成富氧烟气(氧含量＞21％)，再将富氧烟气作为燃煤发电锅炉燃烧配风，气体预混装置的多点安装，避免了传统形式上统一预混存在的体量大、预混不均、安全性差的缺陷，将回流烟气和氧气分成多个预混单元，每个预混单元独立对于一个使用端，能够有效保证预混的均匀性、安全性，以及对富氧烟气的供应和控制；同时采用主动控制燃烧的方式，充分利用纯氧助燃的特性，将可控的辅助燃料(煤气、天然气等)、氧气在高浓度氧气助燃装置内提前预混燃烧形成火核，火核引燃煤粉，使煤粉提前着火燃烧后进入炉膛，再与炉内的富氧烟气接触燃烧，保障了锅炉的本质安全，解决因氧气、烟气混合不均造成的燃烧不稳，同时提高锅炉燃烧效率、增加煤粉燃烧时间、燃烧空间，弥补因比热不同造成的效率降低，为锅炉稳定燃烧保驾护航；煤粉与富氧烟气中的氧气燃烧产生大量二氧化碳气体，提高燃烧产生的烟气中二氧化碳的含量，逐渐脱去烟气中氮气等组成，将烟气中二氧化碳含量提升至90％以上，经环保装置净化处理后能直接被二氧化碳收集与储存装置收集、封存，真正实现低成本、高效率的燃煤发电机组零碳排放发电。
本实用新型在此未提及到，但具有相同技术方案和技术机理的实施例及方式，都在本实用新型保护范围内。

Claims (5)

1.一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，包括燃煤发电锅炉，其主要特征为：该系统主要包括气体预混装置、烟气回流装置、高浓度氧气助燃装置、制氧装置、辅助燃料装置、制粉/供粉装置、燃煤发电锅炉、环保装置、二氧化碳收集与储存装置，其中气体预混装置通过二氧化碳烟气管道和氧气管道分别与烟气回流装置和制氧装置相连，烟气回流装置通过二氧化碳烟气管道与燃煤发电锅炉尾部烟道相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，其主要特征为：气体预混装置安装在每个制粉/供粉装置的前后端，以及安装在每个燃尽风喷口和每个二次风喷口的前端，并且可以多点安装，气体预混装置内产生的富氧烟气代替燃煤发电锅炉原有的一次风、二次风、燃尽风。
3.根据权利要求1所述的一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，其主要特征为：辅助燃料装置为高浓度氧气助燃装置提供辅助燃料，辅助燃料可以为煤气，也可以是天然气或燃油。
4.根据权利要求1所述的一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，其主要特征为：高浓度氧气助燃装置安装在燃煤发电锅炉原有的一次风煤粉喷口处，与制粉/供粉装置通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用富氧烟气实现燃煤机组零碳排放的系统，其主要特征为：烟气回流装置主要由引风机构成，环保装置后端烟道连接二氧化碳收集与储存装置，经净化处理后的高浓度二氧化碳烟气被直接收集、封存。
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