循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统及方法与流程

本发明涉及能源技术与环境保护技术交叉，尤其涉及一种循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统及方法。

背景技术：

1、循环流化床富氧燃烧技术有效的将循环流化床和富氧燃烧的优势相结合，是一种应用前景十分光明的燃煤电厂碳捕集技术。相比空气燃烧循环流化床锅炉，富氧燃烧技术采用纯氧与再循环烟气混合气代替空气送入炉膛供燃料燃烧，从旋风分离器出口排出的烟气经换热后，部分参与再循环，剩余富含高浓度二氧化碳的烟气经处理后被封存利用。该技术已经获得了长足发展，锅炉尺寸已经达到工业示范规模等级。

2、富氧燃烧技术根据烟气循环位置和烟气是否冷凝除水，可以分为干烟气循环和温湿烟气循环。循环流化床锅炉由于不必利用循环烟气来输送煤粉，因此可以采用效率更高的温湿烟气循环模式。但是在温湿烟气循环模式中，在气体预热器处由于烟气流量要大于需要预热的氧气流量，这造成了部分热量在此处难以得到有效利用。同时，对于富氧燃烧锅炉，在设计中还需要兼顾系统可以在空气气氛下运行。而现有循环流化床锅炉富氧燃烧设计中，也缺少对于气体预热器中能量不平衡问题的整体考虑和相关技术方案。

3、因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统及方法，旨在满足系统在富氧燃烧气氛下热量能得到梯级利用，同时兼顾富氧燃烧锅炉(循环流化床锅炉)在空气气氛下运行的需求。

2、本发明提供一种循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，包括循环流化床锅炉、尾部烟道、气体预热装置和燃料干化装置，所述气体预热装置包括氧气预热器、空气预热器和第一预热器；

3、所述尾部烟道设置在所述循环流化床锅炉的烟气出口上，所述氧气预热器的氧气出口与所述循环流化床锅炉的氧气进口连接，所述氧气预热器的烟气进口与所述尾部烟道连接，所述空气预热器的烟气进口通过第一旁路烟道与所述尾部烟道连接，所述第一预热器的烟气进口通过第二旁路烟道与所述尾部烟道连接，所述第一预热器的第一出口与所述燃料干化装置的进口连接，所述燃料干化装置的燃料出口与所述循环流化床锅炉的燃料进口连接；所述第一旁路烟道内设有第一挡板，所述第二旁路烟道内设有第二挡板；

4、其中，所述第一挡板和所述第二挡板中的一者开启时，所述第一挡板和所述第二挡板中的另一者关闭，所述循环流化床锅炉中的烟气经所述尾部烟道分为两路，一路烟气进入所述氧气预热器，另一路烟气进入所述第一预热器或者所述空气预热器。

5、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，还包括除尘装置，所述氧气预热器、所述空气预热器和所述第一预热器的烟气出口均与所述除尘装置的烟气进口连接。

6、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，还包括循环风机，所述循环风机的烟气进口与所述除尘装置的第一烟气出口连接，所述循环风机的烟气出口与所述循环流化床锅炉的烟气进口连接。

7、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，还包括烟气纯化压缩装置，所述烟气纯化压缩装置的烟气进口与所述除尘装置的第二烟气出口连接。

8、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，还包括空气分离装置，所述空气分离装置的氧气出口与所述氧气预热器的氧气进口连接。

9、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，所述第一预热器的第一进口可以通入第一预设温度的导热油、水或者蒸汽，所述导热油、所述水或者所述蒸汽在所述第一预热器中与烟气换热后温度升高至第二预设温度，并通过所述第一出口流入所述燃料干化装置中。

10、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统，所述燃料干化装置为污泥干化装置，用于干化污泥燃料；或者，所述燃料干化装置为生物质干化装置，用于干化生物质燃料。

11、本发明还提供一种循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧方法，采用如上所述的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统进行，包括以下步骤：

12、步骤一，在所述循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统处于富氧燃烧工况下，关闭第一挡板并开启第二挡板，循环流化床锅炉中的燃料燃烧生成的烟气经尾部烟道分为两路，一路烟气进入氧气预热器中，另一路烟气进入第一预热器中；

13、步骤二，所述第一预热器中的换热介质与烟气换热后温度由第一预设温度升高至第二预设温度，并且换热后的换热介质进入燃料干化装置中放热并对所述燃料干化装置中的待干燥燃料进行干化；所述氧气预热器中通入的氧气与烟气换热后温度由第三预设温度升高至第四预设温度，并且换热后的氧气进入所述循环流化床锅炉中；

14、步骤三，干化后的燃料进入所述循环流化床锅炉中。

15、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧方法，所述循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统还包括空气分离装置，所述空气分离装置的氧气出口与所述氧气预热器的氧气进口连接，在所述步骤一之前，所述方法还包括以下步骤：

16、向所述空气分离装置中通入空气，所述空气分离装置将通入的空气转化为氧气，并且经所述氧气出口将氧气送入所述氧气预热器中。

17、根据本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧方法，所述循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统还包括除尘装置、循环风机和烟气纯化压缩装置，所述氧气预热器、所述空气预热器和所述第一预热器的烟气出口均与所述除尘装置的烟气进口连接，所述循环风机的烟气进口与所述除尘装置的第一烟气出口连接，所述循环风机的烟气出口与所述循环流化床锅炉的烟气进口连接，所述烟气纯化压缩装置的烟气进口与所述除尘装置的第二烟气出口连接；在所述步骤三之后，所述方法还包括以下步骤：

18、步骤四，所述氧气预热器和所述第一预热器中换热后的烟气均进入所述除尘装置中除尘，除尘后的一部分烟气经所述循环风机返回到所述循环流化床锅炉中，除尘后的另一部分烟气进入所述烟气纯化压缩装置中进行纯化。

19、本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

20、本发明提供的循环流化床锅炉富氧燃烧耦合燃料干化焚烧系统及方法，通过在循环流化床锅炉的尾部烟道与空气预热器连接处设置第一旁路烟道和第一挡板，以及在尾部烟道与第一预热器连接处设置第二旁路烟道和第二挡板，并设置分别与第一预热器和循环流化床锅炉连接的燃料干化装置，在富氧燃烧模式时，关闭第一挡板并开启第二挡板，循环流化床锅炉中的烟气经尾部烟道分为两路，一路烟气进入氧气预热器中对氧气进行预热，另一路烟气进入第一预热器中与第一预热器中的换热介质进行换热，换热后的换热介质进入燃料干化装置中放热，使得燃料干化装置中的待干燥燃料进行干化，从而实现热量的梯级利用。在空气气氛燃烧模式下，开启第一挡板并关闭第二挡板，循环流化床锅炉中的烟气经尾部烟道分为两路，一路烟气进入氧气预热器中对氧气进行预热，另一路烟气进入空气预热器中对空气进行预热，从而兼顾富氧循环流化床锅炉在空气气氛下运行的需求。