煤粉炉烟气循环系统以及煤粉炉燃烧系统的制作方法

本发明涉及锅炉燃烧，具体地涉及一种煤粉炉烟气循环系统以及一种煤粉炉燃烧系统。

背景技术：

1、富氧燃烧技术是各类碳捕集技术中最具应用前景的技术之一，被认为是最可能推广和商业化的碳减排技术。富氧燃烧技术是在现有煤粉锅炉系统中，以高纯度氧气代替空气助燃，同时辅以烟气循环的新型燃烧技术，可获得高体积浓度的co2烟气，使分离和捕集co2的工艺流程相对简单且经济性较好，从而能以较小的代价实现co2的封存或资源化利用，同时富氧燃烧技术还可以大幅度减少煤燃烧产生的其他污染物的排放。

2、由于富氧燃烧研究起步较晚，一般都是在点火采用空气燃烧点火后，切换到富氧燃烧工况下运行，很难实现富氧燃烧和空气燃烧兼顾的情况。但在实际工程中，受到下游端二氧化碳利用的条件限制，需要将富氧燃烧和空气燃烧之间进行切换。

3、目前富氧燃烧过程中对循环烟气进行的除尘、脱硫和脱水工艺，与常规煤粉锅炉系统烟气处理工艺类似，现役锅炉一般在除尘器后布置脱硫系统(fgd)。对现役锅炉改造采用富氧燃烧技术后，虽然fgd在脱硫同时也脱除一部分水分，但其出口烟气中水蒸气体积分数仍很高，结构也很复杂，成本高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种煤粉炉烟气循环系统以及煤粉炉燃烧系统，本发明提供的煤粉炉烟气循环系统，通过烟气冷却器实现对富氧燃烧产生的高温烟气的迅速降温以得到低温烟气，降温后的低温烟气温度低于水露点，超出饱和状态的多余水分会凝结成水，与此同时烟气中的硫酸雾也随水分一同凝结下来。冷却后携带液滴的低温烟气再进入除雾器，大量液滴随烟气流动被除雾器叶片捕集，实现气液分离，从而完成了对富氧燃烧产生的高温烟气的脱水脱硫，结构简单，成本低。

2、本发明第一个方面提供一种煤粉炉烟气循环系统，包括：

3、烟气循环风机，用于将锅炉燃烧产生的高温烟气循环输出；

4、烟气冷却器，用于通过低温换热工质对所述烟气循环风机输出到烟气冷却器中的高温烟气进行换热，得到低温烟气；

5、除雾器，用于对所述烟气冷却器输出到除雾器中的低温烟气进行气液分离，得到脱水脱硫低温烟气；

6、工质循环泵，用于循环换热工质，将低温换热工质循环输送至烟气冷却器中以实现换热工质与高温烟气的换热，得到高温换热工质。

7、在本发明实施例中，所述系统还包括一次烟气加热器以及二次烟气加热器；

8、一次烟气加热器的烟气输入端输入来自除雾器输出的脱水脱硫低温烟气，一次烟气加热器的工质输入端输入来自烟气冷却器输出的高温换热工质，一次烟气加热器将输入的高温换热工质与脱水脱硫低温烟气进行换热，输出一次循环烟气到磨煤机；

9、二次烟气加热器的烟气输入端输入来自除雾器输出的脱水脱硫低温烟气，二次烟气加热器的工质输入端输入来自烟气冷却器输出的高温换热工质，二次烟气加热器将输入的高温换热工质与脱水脱硫低温烟气进行换热，输出二次循环烟气到炉膛。

10、在本发明实施例中，所述系统还包括一次风机、第一空分装置、二次风机以及第二空分装置；

11、所述一次风机将脱水脱硫低温烟气输入一次烟气加热器中，一次风机的输出端连接所述第一空分装置，所述第一空分装置用于为进入一次烟气加热器中的脱水脱硫低温烟气注入氧气；

12、所述二次风机将脱水脱硫低温烟气输入二次烟气加热器中，二次风机的输出端连接所述第二空分装置，所述第二空分装置用于为进入二次烟气加热器中的脱水脱硫低温烟气注入氧气。

13、在本发明实施例中，所述系统还包括一次风暖风器以及二次风暖风器；

14、所述一次风暖风器的输入端输入空气，所述一次风暖风器的输出端连接所述一次风机；

15、所述二次风暖风器的输入端输入空气，所述二次风暖风器的输出端连接所述二次风机。

16、在本发明实施例中，所述系统还包括切换机构，所述切换机构用于切换煤粉炉烟气循环系统的燃烧方式，其中，所述煤粉炉烟气循环系统的烟气燃烧方式包括富氧燃烧以及空气燃烧；

17、所述切换机构包括第一隔断风门、第二隔断风门、第三隔断风门以及第四隔断风门；

18、所述第一隔断风门设于所述除雾器与所述一次风机之间；

19、所述第二隔断风门设于所述一次风机与所述一次风暖风器之间；

20、所述第三隔断风门设于所述除雾器与所述二次风机之间；

21、所述第四隔断风门设于所述二次风机与所述二次风暖风器之间。

22、在本发明实施例中，所述系统还包括风门调节机构，所述风门调节机构用于所述煤粉炉烟气循环系统中烟气的流量；

23、所述风门调节机构包括第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门、第四调节风门、第五调节风门以及第六调节风门；

24、所述第一调节风门设置于所述烟气循环风机与所述烟气冷却器之间；

25、所述第二调节风门设置于所述一次风机与所述一次烟气加热器之间；

26、所述第三调节风门设置于所述第一空分装置与所述一次烟气加热器之间；

27、所述第四调节风门设置于所述一次风加热器进口端与磨煤机的出口端之间；

28、所述第五调节风门设置于所述二次风机与所述二次烟气加热器之间；

29、所述第六调节风门设置于所述第二空分装置与所述二次烟气加热器之间。

30、在本发明实施例中，所述系统还包括二氧化碳压缩纯化装置，所述二氧化碳压缩纯化装置的输入端连接所述除雾器的输出端；

31、所述二氧化碳压缩纯化装置用于捕集除雾器输出的脱水脱硫低温烟气中的二氧化碳。

32、在本发明实施例中，所述风门调节机构还包括第七调节风门，所述第七调节风门设置于所述除雾器与所述二氧化碳压缩纯化装置之间，用于调节流入二氧化碳压缩纯化装置的脱水脱硫低温烟气的流量。

33、在本发明实施例中，所述系统还包括工质调节机构，所述工质调节机构用于调节换热工质的流量；

34、所述工质调节机构包括第一工质调节风门以及第二工质调节风门；

35、所述第一工质调节风门设于所述烟气冷却器与一次烟气加热器之间；

36、所述第二工质调节风门设于所述烟气冷却器与二次烟气加热器之间。

37、本发明第二个方面提供一种煤粉炉燃烧系统，包括磨煤机、锅炉、省煤器、除尘器、scr脱硝反应器以及如上所述的煤粉炉烟气循环系统。

38、本发明提供的煤粉炉烟气循环系统，通过烟气冷却器实现对富氧燃烧产生的高温烟气的迅速降温以得到低温烟气，降温后的低温烟气温度低于水露点，超出饱和状态的多余水分会凝结成水，与此同时烟气中的硫酸雾也随水分一同凝结下来。冷却后携带液滴的低温烟气再进入除雾器，大量液滴随烟气流动被除雾器叶片捕集，实现气液分离，从而完成了对富氧燃烧产生的高温烟气的脱水脱硫，结构简单，成本低。

39、本发明技术方案的其它特征和优点将在下文的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括一次烟气加热器以及二次烟气加热器；

3.根据权利要求2所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括一次风机、第一空分装置、二次风机以及第二空分装置；

4.根据权利要求3所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括一次风暖风器以及二次风暖风器；

5.根据权利要求4所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括切换机构，所述切换机构用于切换煤粉炉烟气循环系统的燃烧方式，其中，所述煤粉炉烟气循环系统的烟气燃烧方式包括富氧燃烧以及空气燃烧；

6.根据权利要求4所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括风门调节机构，所述风门调节机构用于所述煤粉炉烟气循环系统中烟气的流量；

7.根据权利要求6所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括二氧化碳压缩纯化装置，所述二氧化碳压缩纯化装置的输入端连接所述除雾器的输出端；

8.根据权利要求7所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述风门调节机构还包括第七调节风门，所述第七调节风门设置于所述除雾器与所述二氧化碳压缩纯化装置之间，用于调节流入二氧化碳压缩纯化装置的脱水脱硫低温烟气的流量。

9.根据权利要求4所述的煤粉炉烟气循环系统，其特征在于，所述系统还包括工质调节机构，所述工质调节机构用于调节换热工质的流量；

10.一种煤粉炉燃烧系统，其特征在于，包括磨煤机、锅炉、省煤器、除尘器、scr脱硝反应器以及如权利要求1-9中任一项所述的煤粉炉烟气循环系统。

技术总结本发明提供煤粉炉烟气循环系统以及煤粉炉燃烧系统，属于锅炉燃烧技术领域。所述煤粉炉烟气循环系统，包括：烟气循环风机，用于将锅炉燃烧产生的高温烟气循环输出；烟气冷却器，用于通过低温换热工质对所述烟气循环风机输出到烟气冷却器中的高温烟气进行换热，得到低温烟气并输出；除雾器，用于对所述烟气冷却器输出到除雾器中的低温烟气进行气液分离，得到脱水脱硫低温烟气；工质循环泵，用于循环换热工质，将低温换热工质循环输送至烟气冷却器中，以实现换热工质与高温烟气的换热，得到高温换热工质。技术研发人员：刘毅,吴海波,廖海燕,余学海,徐冬,张金生,韩涛,赵瑞受保护的技术使用者：国家能源集团新能源技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29