一种全氧燃烧CO2浓度精准控制系统的制作方法

本发明涉及水泥窑全氧燃烧碳捕集，具体为一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统。

背景技术：

1、全氧燃烧碳捕集技术是水泥行业一种新的co2捕集技术，其思路是在现有水泥生产线窑尾框架边新建一套用于co2捕集的全氧燃烧分解炉及预热器系统，将全氧燃烧预热器系统出口高co2浓度烟气与o2混合后再形成循环烟气，送入全氧燃烧分解炉，同时采用高co2浓度烟气与o2的混合气作为送煤风，替换空气作为全氧燃烧分解炉内燃料燃烧的助燃气体，形成o2/co2燃烧氛围，以提高全氧燃烧分解炉出口烟气co2浓度，但co2浓度控制精度不佳。

2、目前全氧燃烧碳捕集技术通过改造现有煤粉车间尾煤仓，增加一台煤粉秤的形式为全氧燃烧分解炉提供煤粉燃料，全氧燃烧分解炉出口co2浓度受喷煤量波动影响较大，受煤粉仓重变化影响，仓位较高时煤粉下料顺畅，随着仓位的逐渐降低，转子秤入口煤粉堆积密度(煤粉容重)会发生较大变化，从而造成转子秤的瞬时计量波动，进而造成输煤管道内煤粉浓度波动，同时煤粉仓位较低时还容易发生结拱下料不畅的情况。

3、同时，由于全氧燃烧煤粉长距离、多弯头输送，容易引起输煤管道内煤粉堆积，造成输煤管道煤粉浓度的波动，不同燃烧器对应输煤管道弯头数量和设计的不一致，这将直接导致不同燃烧器喷煤量不均匀，由于全氧燃烧分解炉内o2较高，炉内温度高于常规分解炉，燃烧器喷煤不均将使火焰中心偏离，形成局部偏高温结皮。另外，送煤风量波动、循环烟气量波动对全氧燃烧分解炉出口co2浓度也存在较大影响。

4、为了实现全氧燃烧分解炉出口co2浓度的精准控制，增加全氧燃烧输煤管道煤粉质量流量稳定性、提高煤粉用量精度对实现全氧燃烧分解炉出口co2浓度精准控制有益，控制送煤风量、循环烟气量的精准度也有助于实现这一目标。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，主要为了解决目前全氧燃烧碳捕集技术煤粉仓出现煤粉计量波动不精准、煤粉输送不稳定等问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，包括全氧燃烧预热器、全氧燃烧分解炉、燃烧器、煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三、电磁流量阀一、电磁流量阀二、计算机、煤粉仓、声波清堵助流装置、计量秤、罗茨风机、co2压缩储罐、煤粉主管路、煤粉支管路一、煤粉支管路二、在线风量监测装置、co2浓度仪，煤粉仓内的煤粉经计量秤称量后由罗茨风机以高co2浓度烟气为输送介质送入煤粉主管路、燃烧器连接的煤粉支管路一、煤粉支管路二，煤粉支管路一、煤粉支管路二、煤粉主管路上各安装有煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三；煤粉支管路一、煤粉支管路二上还安装有电磁流量阀一、电磁流量阀二；最后煤粉通过全氧燃烧分解炉上的燃烧器被喷入全氧燃烧分解炉，在全氧燃烧分解炉中的o2/高co2浓度烟气混合气氛围下进行燃烧，形成高co2浓度烟气经由全氧燃烧预热器排出；所述的煤粉主管路上安装有在线风量监测装置，所述的煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三、电磁流量阀一、电磁流量阀二、计量秤、罗茨风机、声波清堵助流装置、在线风量监测装置、co2浓度仪均与计算机相连。

6、进一步的，所述煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三分别安装在煤粉支管路一、煤粉支管路二、煤粉主管路上的垂直或者水平长直段处，煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三所在位置的上、下游至少有大于5倍管径直管段的长度。

7、在前述方案的基础上，所述在煤粉仓锥部距离锥底600～800mm位置处等间距安装3个或4个声波清堵助流装置。

8、作为本发明再进一步的方案，所述声波清堵助流装置与co2压缩储罐连接，采用co2压缩气体作为气源。

9、进一步的，所述煤粉浓度监测装置一、煤粉浓度监测装置二、煤粉浓度监测装置三采用声波测量原理，主要利用声波在不同气体介质中传播速度与气体介质浓度之间的函数关系这一原理，与co2压缩储罐连接，利用co2压缩气体作为气动声源。

10、(三)有益效果

11、与现有技术相比，本发明提供了一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，具备以下有益效果：

12、1、本发明在煤粉管路上安装了煤粉浓度监测装置，煤粉浓度监测装置能够准确实时监测出煤粉主管路、支管路上的煤粉浓度，可以预判煤粉仓煤粉下料稳定情况和煤粉管路堵塞、堆积情况。

13、2、煤粉主管路上的在线风量监测装置能够准确实时监测出煤粉主管道内送风量情况，可以避免送煤风量波动原因对全氧燃烧预热器出口co2浓度的影响。

14、3、通过实时调控煤粉支管路一、煤粉支管路二上的电磁流量阀开度、罗茨风机转速可以实现煤粉管路内风量的精确控制。

15、4、通过实时调控计量秤、声波清堵助流装置，稳定煤粉仓内煤粉下料的顺畅性，可以实现煤粉管路内煤粉量的精确控制。

16、5、最终通过控制进入全氧燃烧分解炉各物料流量的稳定性来实现全氧燃烧预热器出口co2浓度的精准控制，精准达到所需的co2浓度。

技术特征：

1.一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，其特征在于，包括全氧燃烧预热器(1)、全氧燃烧分解炉(2)、燃烧器(3)、煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)、电磁流量阀一(5-1)、电磁流量阀二(5-2)、计算机(6)、煤粉仓(7)、声波清堵助流装置(8)、计量秤(9)、罗茨风机(10)、co2压缩储罐(11)、煤粉主管路(12)、煤粉支管路一(12-1)、煤粉支管路二(12-2)、在线风量监测装置(13)、co2浓度仪(14)，煤粉仓(7)内的煤粉经计量秤(9)称量后由罗茨风机(10)以高co2浓度烟气为输送介质送入煤粉主管路(12)、燃烧器(3)连接的煤粉支管路一(12-1)、煤粉支管路二(12-2)，煤粉支管路一(12-1)、煤粉支管路二(12-2)、煤粉主管路(12)上各安装有煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)；煤粉支管路一(12-1)、煤粉支管路二(12-2)上还安装有电磁流量阀一(5-1)、电磁流量阀二(5-2)；最后煤粉通过全氧燃烧分解炉(2)上的燃烧器(3)被喷入全氧燃烧分解炉(2)，在全氧燃烧分解炉(2)中的o2/高co2浓度烟气混合气氛围下进行燃烧，形成高co2浓度烟气经由全氧燃烧预热器(1)排出；所述的煤粉主管路(12)上安装有在线风量监测装置(13)，所述的煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)、电磁流量阀一(5-1)、电磁流量阀二(5-2)、计量秤(9)、罗茨风机(10)、声波清堵助流装置(8)、在线风量监测装置(13)、co2浓度仪(14)均与计算机(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，其特征在于，所述煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)分别安装在煤粉支管路一(12-1)、煤粉支管路二(12-2)、煤粉主管路(12)上的垂直或者水平长直段处，煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)所在位置的上、下游至少有大于5倍管径直管段的长度。

3.根据权利要求1所述的一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，其特征在于，所述在煤粉仓(7)锥部距离锥底600～800mm位置处等间距安装3个或4个声波清堵助流装置(8)。

4.根据权利要求1所述的一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，其特征在于，所述声波清堵助流装置(8)与co2压缩储罐(11)连接，采用co2压缩气体作为气源。

5.根据权利要求1所述的一种全氧燃烧co2浓度精准控制系统，其特征在于，所述煤粉浓度监测装置一(4-1)、煤粉浓度监测装置二(4-2)、煤粉浓度监测装置三(4-3)采用声波测量原理，主要利用声波在不同气体介质中传播速度与气体介质浓度之间的函数关系这一原理，与co2压缩储罐(11)连接，利用co2压缩气体作为气动声源。

技术总结本发明涉及水泥窑全氧燃烧碳捕集技术领域，且公开一种全氧燃烧CO2浓度精准控制系统，该系统主要包括：全氧燃烧预热器、全氧燃烧分解炉、燃烧器、煤粉浓度监测装置、计算机、煤粉仓、声波清堵助流装置、计量秤、罗茨风机、CO2压缩储罐、在线风量监测装置、CO2浓度仪，煤粉仓内的煤粉经计量秤称量后由罗茨风机以高CO2浓度烟气为输送介质送入煤粉主管路、煤粉支管路，煤粉支管路一、煤粉支管路二，本发明通过实时监测煤粉管路内煤粉浓度、送煤风量情况，通过协同控制电磁流量阀、罗茨风机调节煤粉主管路、煤粉支管路内煤粉/送煤介质风料气比，达到精准控制全氧燃烧预热器出口CO2浓度的目的。技术研发人员：吴涛,康宇,罗超,桑圣欢受保护的技术使用者：中材国际智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20