一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法。
【背景技術(shù)】
[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(dǎo)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(yīng)對溫室效應(yīng)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(jié)構(gòu)以煤為主的特點，0)2排放水平急劇增加并已經(jīng)居于世界第一位的現(xiàn)狀，開發(fā)高效的燃煤C0 2減排技術(shù)，控制我國燃煤C02排放水平，具有重大的社會意義和經(jīng)濟價值。
[0003]燃料燃燒技術(shù)分為富氧燃燒技術(shù)和貧氧燃燒技術(shù)，貧氧燃燒技術(shù)可抑制NOx的生成，且具有一定的節(jié)能效果，貧氧燃燒的節(jié)能原理為:對高溫?zé)煔膺M行循環(huán)利用，高溫?zé)煔饪删S持爐膛內(nèi)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(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，直接利用高溫?zé)煔膺M行循環(huán)仍有大量問題存在:S1、由于大量煙氣的循環(huán)，導(dǎo)致煙氣中NOx和302的含量會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷富集，同時多次的煙氣循環(huán)會增加漏風(fēng)現(xiàn)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(xù)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(fā)利用；S3、大量的煙氣循環(huán)會導(dǎo)致鍋爐容易發(fā)生結(jié)垢等現(xiàn)象，加重鍋爐維護的負擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，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(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，包括以下步驟:
[0008]S1、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成210?230°C的水蒸汽；
[0009]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風(fēng)的體積比為1?2:60，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，水蒸氣與二次風(fēng)的體積比為1?2:40，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)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]S3、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)，水蒸氣與三次風(fēng)混合的體積比為1?2:35，捕捉煙氣中的二氧化碳。
[0011]進一步的，所述一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的75?79% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的15?19% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的2?6%。
[0012]更優(yōu)選的，所述一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的18% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的4%。
[0013]進一步的，所述步驟S2和S3中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉(zhuǎn)換成水蒸氣進行補足。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0015](1)利用高溫?zé)煔獾臒崃考訜崂淠兔浇樗ㄟ^水蒸氣與一次風(fēng)、二次風(fēng)及三次風(fēng)的混合，調(diào)節(jié)爐膛中火焰的溫度和鍋爐換熱狀態(tài)，與傳統(tǒng)的貧氧燃燒方式相比，不再利用循環(huán)煙氣的使用，避免了煙氣中NOx和302的含量會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷富集，同時提高了 0)2的捕獲效率；
[0016](2)嚴(yán)格控制一次風(fēng)、二次風(fēng)及三次風(fēng)的送氧量，有效抑制熱力型NOx形成；
[0017](3)避免了煙氣的多次循環(huán)，減輕了鍋爐的負擔(dān)，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢；
[0018](4)有利于煙氣中C02的回收再利用，節(jié)約成本，實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的工藝流程不意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實施例:
[0021]實施例1
[0022]—種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，結(jié)合圖1所示，包括以下步驟:
[0023]S1、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成210?220°C的水蒸汽；
[0024]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風(fēng)的體積比為1:30，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，水蒸氣與二次風(fēng)的體積比為1:20，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)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；
[0025]S3、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)，水蒸氣與三次風(fēng)混合的體積比為2:35，捕捉煙氣中的二氧化碳。
[0026]其中，一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的75% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的19% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的6%。
[0027]步驟S2和S3中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉(zhuǎn)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?zé)煔饣厥盏臒崃窟M行加熱。
[0028]爐膛燃燒的高溫?zé)煔饨?jīng)熱交換、凈化后，進入壓縮系統(tǒng)處理成液態(tài)的，進行回收利用C02，凈化處理后0)2的濃度為90.8?91.5%。
[0029]實施例2
[0030]—種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，結(jié)合圖1所示，包括以下步驟:
[0031]S1、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成225?230°C的水蒸汽；
[0032]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風(fēng)的體積比為1:60，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，水蒸氣與二次風(fēng)的體積比為1:40，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)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；
[0033]S3、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)，水蒸氣與三次風(fēng)混合的體積比為1:35，捕捉煙氣中的二氧化碳。
[0034]其中，一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的18% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的4%。
[0035]步驟S2和S3中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉(zhuǎn)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?zé)煔饣厥盏臒崃窟M行加熱。
[0036]爐膛燃燒的高溫?zé)煔饨?jīng)熱交換、凈化后，進入壓縮系統(tǒng)處理成液態(tài)的，進行回收利用C02，凈化處理后0)2的濃度為92.0?92.6%。
[0037]實施例3
[0038]—種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，結(jié)合圖1所示，包括以下步驟:
[0039]S1、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成220?225°C的水蒸汽；
[0040]S2、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風(fēng)的體積比為1:40，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，水蒸氣與二次風(fēng)的體積比為1.5:40，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)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；
[0041]S3、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)，水蒸氣與三次風(fēng)混合的體積比為1.5:35，捕捉煙氣中的二氧化碳。
[0042]其中，一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的79% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的15% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的6%。
[0043]步驟S2和S3中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉(zhuǎn)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?zé)煔饣厥盏臒崃窟M行加熱。
[0044]爐膛燃燒的高溫?zé)煔饨?jīng)熱交換、凈化后，進入壓縮系統(tǒng)處理成液態(tài)的，進行回收利用C02，凈化處理后0)2的濃度為89?90%。
[0045]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)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(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，其特征在于包括以下步驟: 51、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成210?230°C的水蒸汽； 52、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，水蒸氣與一次風(fēng)的體積比為1?2:60，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，水蒸氣與二次風(fēng)的體積比為1?2:40，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)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； 53、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)，水蒸氣與三次風(fēng)混合的體積比為1?2:35，捕捉煙氣中的二氧化碳。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，其特征在于: 所述一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的75?79% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的15?19% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的2?6%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，其特征在于: 所述一次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的78% ;所述二次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的18% ;所述三次風(fēng)供氧量為燃料燃燒需氧量的4%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，其特征在于: 所述步驟S2和S3中所需的水蒸氣不足時，用回收的余熱加熱媒介水轉(zhuǎn)換成水蒸氣進行補足。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種將循環(huán)水蒸氣應(yīng)用于煤燃燒鍋爐的方法，包括以下步驟：S1、對鍋爐燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M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(zhuǎn)換成210～220℃的水蒸汽；S2、將其中一部分水蒸氣與一次風(fēng)送入鍋爐的爐膛，使煤粉在燃燒第一焰區(qū)燃燒并帶有旋流將煤粉送入第二焰區(qū)；其中一部分水蒸氣與二次風(fēng)混合，送入煤粉燃燒的第二焰區(qū)，使煤粉在燃燒第二焰區(qū)形成貧氧燃燒；S3、將其中一部分水蒸氣與三次風(fēng)混合，送入煤粉完成整個燃燒的第三焰區(qū)。本發(fā)明避免了煙氣中NOx和SO2的含量會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷富集，同時提高了CO2的捕獲效率。
【IPC分類】F23J15/06, F23C7/00
【公開號】CN105299678
【申請?zhí)枴緾N201510757256
【發(fā)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3日
【申請日】2015年11月9日