低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置及燃燒方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置及燃燒方法，所述燃燒爐上設(shè)有二氧化碳排氣出口以及富氧輸入口，所述燃燒爐外接碳吸收凈化裝置，所述碳吸收凈化裝置設(shè)有新風(fēng)過濾器和二氧化碳進(jìn)氣口，所述二氧化碳進(jìn)氣口處設(shè)有過濾器，所述碳吸收凈化裝置的富氧出口連接變頻無級調(diào)速增壓機(jī)，所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)后接在線監(jiān)控裝置，所述在線監(jiān)控裝置設(shè)有PLC控制中心，所述在線監(jiān)控裝置后接平衡罐，所述平衡罐與燃燒爐的富氧輸入口之間連接在線流量計，本發(fā)明通過在線監(jiān)控裝置檢測排入的富氧的含氧量，通過PLC控制中心進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)富氧的含氧量，根據(jù)所需含氧量的大小，實(shí)現(xiàn)從正常的21%的含氧量，逐步提高到所需的含氧量。
【專利說明】低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置及燃燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒領(lǐng)域，更具體是涉及一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置及燃燒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]富氧燃燒(oxygen enriched combustion),簡單來講，富氧燃燒是指用比通?？諝?含氧21%)含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，它是一項(xiàng)高效節(jié)能的燃燒技術(shù)，在玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)及熱能工程領(lǐng)域均有應(yīng)用。
[0003]富氧燃燒的概念第一次出現(xiàn)于Yaverbaum在1977的著作《Fluidized bedcombustion of coal and waste materials》，其要點(diǎn)主要有:
1)以純氧代替空氣進(jìn)行燃料燃燒，以獲得高濃度的C02；
2)為控制爐內(nèi)火焰溫度以及維持合適的傳熱特性，需要部分煙氣進(jìn)行再循環(huán)；
3)利于C02的捕獲和壓縮；
與用普通空氣燃燒有以下優(yōu)點(diǎn):
1、降低燃點(diǎn)溫度，加快燃燒速度，提高火焰溫度。
[0004]2、降低燃燒后的排氣量，增加熱利用率。
[0005]3、降低空氣過剩系數(shù)，減少熱損失。
[0006]4、減低鍋爐(窯爐)結(jié)焦，延長使用壽命。
[0007]5、減少煙塵排放，凈化空氣，保護(hù)環(huán)境。
[0008]6、提高劣質(zhì)燃料的應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)燃料的性能。
[0009]7、設(shè)備投資省，回收時間短，一般項(xiàng)目6個月即可回收全部投資。
[0010]8、運(yùn)行費(fèi)用低，制取INM3濃度30%左右的富氧空氣只需耗電約0.1IKff/H0
[0011]9、設(shè)備使用壽命長,一般在8-10年以上。
[0012]10、操作簡單、安全性能可靠，不需專人維護(hù)。
[0013]富氧燃燒技術(shù)最早應(yīng)用于煤粉鍋爐，但由于煤粉鍋爐應(yīng)用富氧燃燒時存在著煙氣再循環(huán)量太大、功耗大、經(jīng)濟(jì)性不好的因素，研究重點(diǎn)放在了循環(huán)流化床鍋爐上。
[0014]關(guān)于富氧燃燒的研究，絕大部分集中于煤粉爐的研究，且關(guān)鍵技術(shù)都經(jīng)過大規(guī)模試驗(yàn)，趨于成熟。關(guān)于循環(huán)流化床富氧燃燒技術(shù)的研究，國外也是剛剛走出實(shí)驗(yàn)室階段，而在我國，僅限于實(shí)驗(yàn)室階段。
[0015]而目前我國大多數(shù)使用的循環(huán)富氧燃燒爐，大多無法實(shí)現(xiàn)氧氣成分的調(diào)節(jié)，多是將含氧量從21%調(diào)節(jié)到90%，然后在慢慢稀釋到29%到23%，該種方法使得燃燒爐占地面積大，設(shè)備較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了 一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置及燃燒方法。[0017]本發(fā)明提供一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其包括燃燒爐，所述燃燒爐上設(shè)有二氧化碳排氣出口以及富氧輸入口，所述燃燒爐外接碳吸收凈化裝置，所述碳吸收凈化裝置設(shè)有新風(fēng)過濾器和二氧化碳進(jìn)氣口，所述二氧化碳進(jìn)氣口處設(shè)有過濾器，所述碳吸收凈化裝置的富氧出口連接用于控制富氧輸入速度的變頻無級調(diào)速增壓機(jī)，所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)后接用于檢測含氧量濃度的在線監(jiān)控裝置，所述在線監(jiān)控裝置設(shè)有根據(jù)含氧量濃度調(diào)節(jié)變頻無級調(diào)速增壓機(jī)速度的PLC控制中心，所述在線監(jiān)控裝置后接平衡罐，所述平衡罐與燃燒爐的富氧輸入口之間連接用于實(shí)時統(tǒng)計排出氣體流量的在線流量計。
[0018]所述碳吸收凈化裝置包括13X與5A分子篩。
[0019]所述碳吸收凈化裝置包括聚乙二醇二甲醚溶劑。
[0020]所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)與在線監(jiān)控裝置之間設(shè)有干燥器，所述干燥器采用冷凝干燥機(jī)。
[0021 ] 所述平衡罐上設(shè)有精密過濾器與超精密過濾器。
[0022]本發(fā)明通過在線監(jiān)控裝置檢測排入的富氧的含氧量，通過控制中心進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)富氧的含氧量，根據(jù)所需含氧量的大小，實(shí)現(xiàn)從正常的21%的含氧量，逐步提高到所需的含氧量，而不需像以往的技術(shù)，需要將高濃度的氧氣進(jìn)行稀釋，直到符合要求的含氧量。
[0023]一種用于上述的再燃燒技術(shù)裝置的燃燒方法，步驟如下:1、空氣從新風(fēng)過濾器輸入碳吸收凈化裝置；2、碳吸收凈化裝置對輸入空氣進(jìn)行脫硫脫碳處理；3、碳吸收凈化裝置輸出富氧到平衡罐；4、在線監(jiān)控裝置檢測平衡罐內(nèi)含氧量，并將含氧量數(shù)據(jù)輸入到PLC控制中心，PLC控制中心控制變頻無級調(diào)速增壓機(jī)調(diào)節(jié)，變頻無級調(diào)速增壓機(jī)將碳吸收凈化裝置輸出富氧的含氧量從1%到90%逐步調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)逐步調(diào)節(jié)至需求的含氧與量的要求；5、PLC控制中心控制平衡罐的在線流量計實(shí)現(xiàn)輸入燃燒爐的富氧的流量統(tǒng)計；6、燃燒爐燃燒后產(chǎn)生的廢氣輸入到碳吸收凈化裝置，進(jìn)行脫硫脫碳處理；7、重復(fù)以上步驟達(dá)到無碳排放的功倉泛。
[0024]采用本方法能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)控裝置檢測排入的富氧的含氧量，通過控制中心進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)富氧的含氧量，實(shí)現(xiàn)從正常的21%的含氧量，逐步提高到所需的含氧量，而不需像以往的技術(shù)，需要將高濃度的氧氣進(jìn)行稀釋，直到符合要求的含氧量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的邏輯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明:
如圖1所示，本發(fā)明提供一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其包括燃燒爐，所述燃燒爐上設(shè)有二氧化碳排氣出口以及富氧輸入口，所述燃燒爐外接碳吸收凈化裝置，所述碳吸收凈化裝置設(shè)有新風(fēng)過濾器和二氧化碳進(jìn)氣口，所述二氧化碳進(jìn)氣口處設(shè)有過濾器，該過濾器實(shí)現(xiàn)一級吸附過濾，用于過濾燃燒爐產(chǎn)生的灰塵，所述碳吸收凈化裝置的富氧出口連接用于控制富氧輸入速度的變頻無級調(diào)速增壓機(jī)，所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)后接用于檢測含氧量濃度的在線監(jiān)控裝置，所述在線監(jiān)控裝置設(shè)有根據(jù)含氧量濃度調(diào)節(jié)變頻無級調(diào)速增壓機(jī)速度的PLC控制中心，所述在線監(jiān)控裝置后接平衡罐，所述平衡罐與燃燒爐的富氧輸入口之間連接用于實(shí)時統(tǒng)計排出氣體流量的在線流量計。
[0027]通過PLC控制中心進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)富氧的含氧量，實(shí)現(xiàn)從正常的21%的含氧量，逐步提高到所需的含氧量，而不需像以往的技術(shù)，需要將高濃度的氧氣進(jìn)行稀釋，直到符合要求
的含氧量。
[0028]燃燒爐內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的廢氣排入到碳吸收凈化裝置，進(jìn)行過濾和吸附，實(shí)現(xiàn)碳氮硫化合物的處理。
[0029]本發(fā)明中，燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生的廢氣被碳吸收凈化裝置吸附凈化，并且通過變頻無級調(diào)速器對碳吸收凈化裝置輸出富氧的速度調(diào)節(jié)，其內(nèi)設(shè)置的在線監(jiān)控裝置能夠?qū)崟r檢測平衡罐內(nèi)的含氧量濃度，并將實(shí)時檢測的含氧量濃度數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，控制中心根據(jù)檢測到的含氧量濃度數(shù)據(jù)實(shí)時的控制變頻無級調(diào)速器對輸出富氧的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證內(nèi)部含氧量能夠根據(jù)實(shí)際燃燒需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足實(shí)際的不同需求，造成資源的浪費(fèi)。
[0030]采用富氧燃燒技術(shù)，1、爐內(nèi)富氧燃燒，為控制爐內(nèi)燃燒溫度，需要大量的煙氣進(jìn)行再循環(huán)(70-80%)。2、循環(huán)流化床由于再循環(huán)煙氣中含有大量的固體顆粒，可非常有效的對爐溫進(jìn)行控制，從而使其制造和運(yùn)行費(fèi)用大大降低；(對210MWeCFB富氧燃燒模式下，鍋爐島的體積約為空氣燃燒模式下的一半)；3、可結(jié)合進(jìn)循環(huán)流化床的其它技術(shù)優(yōu)點(diǎn)；4、可同時對SOx有效的脫除。
[0031]所述碳吸收凈化裝置包括13X與5A分子篩。13X型分子篩的孔徑10A，吸附大于3.64A小于IOA任何分子，可用于催化劑協(xié)載體、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氫氣體共吸附，應(yīng)用與碳吸收凈化裝置，實(shí)現(xiàn)氣體凈化，脫除水和二氧化碳。5A分子篩可吸附小于該孔徑的任何分子，一般稱為鈣分子篩。它除具有3A，4A分子篩所具有的功效外，還可吸附C3 — C4正構(gòu)烷烴，氯乙烷，溴乙烷，丁醇等，可應(yīng)用于正異構(gòu)烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附。這種篩用分子水平下的物質(zhì)吸收。它可以吸附多達(dá)自己體重的22%的水。其吸附原理與色譜法相似，只是沒有改變物質(zhì)的分子組合。1、天然氣干燥、脫硫、脫二氧化碳；2、氮氧分離、氮?dú)浞蛛x，制取氧、氮和氫；3、石油脫臘、從支烴、環(huán)烴中分離正構(gòu)烴。
[0032]所述碳吸收凈化裝置采用聚乙二醇二甲醚溶劑，又稱NHD脫硫脫碳溶劑，NHD溶劑是一種新型高效脫硫脫碳溶劑，產(chǎn)品純度高，對高酸度、堿度介質(zhì)和高溫有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。適用于煤制合成氣的凈化。能有效脫除天然氣、油田氣、煉廠氣和城市煤氣等混合酸性氣體以及液化氣中的硫化氫氣體。特別能有效脫除有機(jī)硫。
[0033]本發(fā)明輸出的富氧在使用時，必須使用干燥器進(jìn)行干燥，本發(fā)明的干燥器可以采用冷凝干燥機(jī)，通過冷凝干燥機(jī)進(jìn)行脫水去濕，保證在線監(jiān)控裝置檢測時的氧氣干燥。
[0034]本發(fā)明的干燥器還可以采用熱風(fēng)干燥機(jī)，進(jìn)行脫水去濕，保證在線監(jiān)控裝置檢測時的氧氣干燥，干燥后氣體中水分含量要求在0.0lPPM以下。
[0035]所述平衡罐設(shè)置精密過濾器與超精密過濾器，精密過濾器和超精密過濾器的使用用于對排出的氣體重新進(jìn)行一次過濾。
[0036]本發(fā)明公開了一種基于上述裝置的燃燒方法，步驟如下:1、空氣從新風(fēng)過濾器輸入碳吸收凈化裝置；2、碳吸收凈化裝置對輸入空氣進(jìn)行脫硫脫碳處理；3、碳吸收凈化裝置輸出富氧到平衡罐；4、在線監(jiān)控裝置檢測平衡罐內(nèi)含氧量，并將含氧量數(shù)據(jù)輸入到PLC控制中心，PLC控制中心控制變頻無級調(diào)速增壓機(jī)調(diào)節(jié)，變頻無級調(diào)速增壓機(jī)將碳吸收凈化裝置輸出富氧的含氧量從1%到90%逐步調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)逐步調(diào)節(jié)至需求的含氧與量的要求；5、PLC控制中心控制平衡罐的在線流量計實(shí)現(xiàn)輸入燃燒爐的富氧的流量統(tǒng)計；6、燃燒爐燃燒后產(chǎn)生的廢氣輸入到碳吸收凈化裝置，進(jìn)行脫硫脫碳處理；7、重復(fù)以上步驟達(dá)到無碳排放的功倉泛。
[0037]采用本燃燒方法，能夠?qū)⒀鯕鈴?1%逐步的提升到90%，根據(jù)不同所需的含氧量的不同，實(shí)現(xiàn)直接一步到位的含氧量的要求，而不需要向以往的技術(shù)一樣，先實(shí)現(xiàn)高濃度的氧氣制備，在逐步稀釋，本方法較以往的技術(shù)而言，其所需要的設(shè)備投入小，且設(shè)備占地面積較小，使用簡單方便，且可無人值守。
[0038]而且碳吸收凈化裝置吸附的物質(zhì)可以另作他用或制備干冰。
[0039]實(shí)施例不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其包括燃燒爐，其特征在于:所述燃燒爐上設(shè)有二氧化碳排氣出口以及富氧輸入口，所述燃燒爐外接碳吸收凈化裝置，所述碳吸收凈化裝置設(shè)有新風(fēng)過濾器和二氧化碳進(jìn)氣口，所述二氧化碳進(jìn)氣口處設(shè)有過濾器，所述碳吸收凈化裝置的富氧出口連接用于控制富氧輸入速度的變頻無級調(diào)速增壓機(jī)，所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)后接用于檢測含氧量濃度的在線監(jiān)控裝置，所述在線監(jiān)控裝置設(shè)有根據(jù)含氧量濃度調(diào)節(jié)變頻無級調(diào)速增壓機(jī)速度的PLC控制中心，所述在線監(jiān)控裝置后接平衡罐，所述平衡罐與燃燒爐的富氧輸入口之間連接用于實(shí)時統(tǒng)計排出氣體流量的在線流量計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其特征在于，所述碳吸收凈化裝置包括13X與5A分子篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其特征在于，所述碳吸收凈化裝置包括聚乙二醇二甲醚溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其特征在于，所述變頻無級調(diào)速增壓機(jī)與在線監(jiān)控裝置之間設(shè)有干燥器，所述干燥器采用冷凝干燥機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳內(nèi)循環(huán)富氧再燃燒技術(shù)裝置，其特征在于，所述平衡罐上設(shè)有精密過濾器與超精密過濾器。
6.一種用于權(quán)利要求1所述的再燃燒裝置的燃燒方法，其特征在于:步驟如下:1、空氣從新風(fēng)過濾器輸入碳吸收凈化裝置；2、碳吸收凈化裝置對輸入空氣進(jìn)行脫硫脫碳處理；3、碳吸收凈化裝置輸出富氧到平衡罐；4、在線監(jiān)控裝置檢測平衡罐內(nèi)含氧量，并將含氧量數(shù)據(jù)輸入到PLC控制中心，PLC控制中心控制變頻無級調(diào)速增壓機(jī)調(diào)節(jié)，變頻無級調(diào)速增壓機(jī)將碳吸收凈化裝置輸出富氧的含氧量從1%到90%逐步調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)逐步調(diào)節(jié)至需求的含氧與量的要求；5、PLC控制中心控制平衡罐的在線流量計實(shí)現(xiàn)輸入燃燒爐的富氧的流量統(tǒng)計；6、燃燒爐燃燒后產(chǎn)生的廢氣輸入到碳吸收凈化裝置，進(jìn)行脫硫脫碳處理；7、重復(fù)以上步驟達(dá)到無碳排放的功能。
【文檔編號】F23L7/00GK103953922SQ201410204342
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】王成增, 王晨宏 申請人:浙江菲尼克斯環(huán)境技術(shù)有限公司