一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110094722A(43)申请公布日2019.08.06(21)申请号201910316488.1(22)申请日2019.04.19(71)申请人南京师范大学地址210046江苏省南京市栖霞区文苑路1号(72)发明人卜昌盛王昕晔张居兵孟俊光朴桂林(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人石艳红(51)Int.Cl.F23C10/10(2006.01)F23C10/20(2006.01)F23C10/28(2006.01)F23L7/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统及方法(57)摘要本发明公开了一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统及方法，包括氧气罐、流化床炉膛、旋风分离器、引风机、循环风机和储气罐；氧气罐与风室相连通，燃烧床上铺设载氧体床料和燃料；炉膛空腔顶部的烟气出口与旋风分离器相连通；旋风分离器底部通过下降管和返料阀与燃烧床相连通；旋风分离器顶部设置分离气体出口，该分离气体出口分别与引风机和循环风机的进风口相连通；引风机的出风口与储气罐相连通；循环风机的出风口分别通过气管与返料阀和风室的进气口相连通。本发明采用载氧体作为床料，通过载氧体携带和释放氧的方式调控煤燃烧，提高炉膛热量分布均匀性，保障设备稳定运行，克服了现有流化床富氧燃烧下氧气分布不均等难以处理的难题。CN110094722ACN110094722A权利要求书1/1页1.一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统，其特征在于：包括氧气罐、流化床炉膛、旋风分离器、引风机、循环风机和储气罐；流化床炉膛包括从下至上依次布设的风室、燃烧床和炉膛空腔；氧气罐通过气管与风室相连通，燃烧床上铺设有载氧体床料和燃料；炉膛空腔顶部设置烟气出口，该烟气出口通过管道与旋风分离器的进料口相连通；旋风分离器底部与下降管相连通，下降管底部与返料阀相连接，返料阀通过管道与燃烧床相连通；旋风分离器顶部设置分离气体出口，该分离气体出口分别通过气管与引风机和循环风机的进风口相连通；引风机的出风口通过气管与储气罐相连通；循环风机的出风口分别通过气管与返料阀和风室的进气口相连通。2.根据权利要求1所述的流化床载氧体辅助富氧燃烧系统，其特征在于：载氧体床料为金属基氧化物或含有金属氧化物的矿石、废渣。3.根据权利要求2所述的流化床载氧体辅助富氧燃烧系统，其特征在于：金属基氧化物中的金属基为铁基、铜基或锰基。4.根据权利要求1所述的流化床载氧体辅助富氧燃烧系统，其特征在于：燃料为固体含碳燃料。5.根据权利要求4所述的流化床载氧体辅助富氧燃烧系统，其特征在于：燃料为煤、生物质或污泥。6.一种流化床载氧体辅助富氧燃烧方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，氧气和循环气混合：氧气罐内氧气经气管进入风室，循环风机出口的循环气经气管进入风室，氧气和循环气在风室内相混合，形成混合气；步骤2，燃料及载氧体氧化：步骤1形成的混合气进入燃烧床，混合气中的氧气一方面与燃料发生燃烧反应，生成二氧化碳、一氧化碳和细小碳颗粒；另一方面同时与载氧体发生氧化反应，氧化后的载氧体因携带氧气，能避免炉膛内出现局部高氧浓度；步骤3，氧化后的载氧体再次还原：氧化后的载氧体经气流携带向炉膛空腔上部运动，此时，因炉膛空腔上部环境中氧气浓度降低，故而氧化后的载氧体与一氧化碳和细小炭颗粒发生还原反应生成二氧化碳，释放氧气，提高煤燃烧效率；步骤4，载氧体和二氧化碳分离：步骤3中还原反应生成的载氧体和二氧化碳进入旋风分离器，分离出二氧化碳和载氧体；步骤5，载氧体回收：步骤4分离出的载氧体经下降管进入返料阀，而后重新回到燃烧床进行氧化反应；步骤6，二氧化碳回收：步骤4分离出的二氧化碳，分为三部分，分别为：一部分经引风机进入储气罐，实现二氧化碳捕集；一部分经循环风机后再进入风室作为循环气；还有一部分经循环风机后再进入返料阀作为松动气。2CN110094722A说明书1/4页一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统及方法技术领域[0001]本发明涉及煤燃烧技术领域，特别是一种流化床载氧体辅助富氧燃烧系统及方法。背景技术[0002]能源是推动我国经济高质量发展的动力源，我国能源结构以煤为主的格局在短时间内不会发生根据性改变，其中，燃煤电站仍将是我国电力的主体来源。提高燃煤效率，实施燃煤碳捕集、封存和利用，对实现我国碳减排目标，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系具有极其重要的意义。流化床富氧燃烧主要是利用空气分离获得的纯氧替代空气与循环烟气混合后进入流化床炉膛与燃料（煤、生物质等）组织燃烧，生成的烟气经冷凝后CO2体积分数可达90%以上，实现燃煤碳捕集。流化床富氧燃烧具有相对成本低、风险低等优势，是当前最具实施条件的燃煤