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富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與示范
【研究背景】
我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會在未來一段時間內充當托底角色，燃煤發電過程中產生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達峰、2060碳中和”愿景目標的現實約束。開發具有大規模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術是實現“雙碳”目標的關鍵。其中，富氧燃燒技術采用空分系統所產生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時采用煙氣再循環調節爐膛內的介質溫度和傳熱特性，實現煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發展前景的規模化碳捕集技術。
【成果介紹】
本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題：
(1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理；
(2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。
本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。
其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。
圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行
【技術優勢】
與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。
【技術指標】
【資質榮譽】
獲日內瓦國際發明展金獎(2017)、國際自動化學會電力工業設施獎(2017)、湖北省技術發明一等獎(2018)。
華中科技大學
2023-07-19
將 LNG 冷能用于空分制氧和碳捕獲的天然氣富氧燃燒系統
本發明涉及一種將 LNG 冷能用于空分制氧和碳捕獲的天然氣富氧燃燒系統。該系統包括 LNG 冷能空分制氧子系統、富氧高壓加水燃燒循環發電子系統和高壓液氧碳捕獲子系統，將 LNG 冷能應用于天然氣富氧燃燒電廠的空分制氧過程中，同時冷凝回收富氧燃燒所產生的二氧化碳，實現碳的零排放。解決富氧燃燒電廠空分制氧能耗高、碳捕獲成本大的問題。此外，還可以附加高壓液氮再循環制氧子系統，進一步利用液氮冷能，降低制氧能耗，從而提高系統能效水平。本發明實現了冷能連續傳遞使用，同時解決了富氧燃燒電廠空分制氧能耗高，碳捕獲成
華中科技大學
2021-04-14
用于垃圾富氧焚燒的一次風注氧混合一體化裝置
本發明公開了一種用于垃圾富氧焚燒的一次風注氧混合一體化·689·裝置，包括：其兩端可分別與一次風管道連接的管狀本體；注氧器，其包括設置于本體的管體內呈環狀的注氧環，以及均勻設置在該注氧環上的多個噴嘴，氧氣從外部進入該注氧環并通過上述噴嘴噴入本體的管體內；以及同軸套設在本體內管壁上并位于注氧器下游的混流片組，每個混流片組包括一個第一混流片和一個第二混流片，兩混流片軸向間隔平行設置。本發明的裝置可使得氧氣以
華中科技大學
2021-04-14
秸稈直燃鍋爐
本產品主要應用于秸稈直燃發電廠。生物質能已成為世界上僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。在我國，生物質特別是秸稈發電技術得到了廣泛重視，目前已有30多個生物質發電項目獲核準，到2020年，我國將建成約3000萬千瓦的生物質發電能力。
東南大學
2021-04-10
富氧燃燒碳捕集基礎理論、技術裝備及工程示范
中試階段/n該成果通過“產-學-研”協作，歷經 20 年的研究與探索，掌握了富 氧燃燒碳捕集技術的基礎理論、設計導則和計算方法，完成了富氧燃燒 相關的鍋爐、燃燒器和氧注入器、煙氣冷凝器、低能耗三塔空分系統和 壓縮純化系統等關鍵技術和裝備的研發，先后建成了 0.3MW、3MW 和 35MW 等一系列高水平的小試、中試裝置和工業示范裝置，并完成了 200MWe 全 流程大型示范的預可行性研究和中國富氧燃燒實施路線圖研究。 該成果為燃煤火電機組實現低碳排放提供了技術解決方案。國際能 源署研究認為，中國火電
華中科技大學
2021-01-12
一種采用富氧燃燒技術的熱解氣化垃圾焚燒爐
本發明公開了一種采用富氧燃燒技術的熱解氣化垃圾焚燒爐，包括氧氣制備單元、氧氣注入單元和焚燒爐主體單元；氧氣注入單元，與所述氧氣制備單元和焚燒爐主體單元連接，其包括增壓風機、關斷閥和兩氧氣流量控制裝置，每個氧氣流量控制裝置均包括流量計、調節閥、截止閥、混合器和供風風機；所述關斷閥分別與一流量計連接；焚燒爐主體單元，包括焚燒爐本體和煙氣凈化裝置，所述焚燒爐本體包括第一燃室、第二燃室和隔板。本發明能有效解決由于空氣中氧含量低或垃圾熱值低所造成的燃燒溫度低、燃燒效率，污染物排放不達標等問題。
華中科技大學
2021-04-13
富氧燃燒鍋爐低溫煙氣制取生物質高熱值氣化氣的系統
本發明公開了一種用富氧燃燒鍋爐煙氣制取生物質高熱值氣化氣的系統及方法，其中系統包括循環流化床氣化器、旋風分離器；循環流化床氣化器具有進料口；循環流化床氣化器還設置有進氣口，該進氣口用于輸入氣化介質；循環流化床氣化器用于在氣化介質的作用下將生物質物料氣化得到氣化氣；氣化介質采用溫度為 120℃～140℃的富氧燃燒鍋爐低溫煙氣；旋風分離器用于分離顆粒獲得潔凈氣化氣。本發明將生物質氣化系統與富氧燃燒鍋爐系統配合使用，采用富氧燃燒鍋爐低溫煙氣作為生物質氣化反應的氣化介質，既提高了富氧燃燒鍋爐系統的能量利用效率，又提高了生物質氣化氣的品質，使整體熱能的利用效率提高、降低了生產成本，提高了電廠的整體經濟性。
華中科技大學
2021-04-13
一種煙氣循環式的垃圾熱解氣化富氧焚燒爐
本發明公開了一種煙氣循環式的垃圾熱解氣化富氧焚燒爐，包括焚燒爐主體、煙氣循環送風系統、煙氣過濾裝置、富氧送風系統、煙氣余熱換熱器、煙氣凈化裝置；其中焚燒爐主體包括一燃室和二燃室，分別用于垃圾熱解氣化和可燃物質的焚燒；循環的煙氣通過煙氣循環送風系統注入焚燒爐內，提高爐內湍流度，強化垃圾焚燒，減少未完全燃燒污染物如二噁英前驅體的生成，降低污染物排放。富氧送風系統能提高焚燒溫度、減少輔助燃料消耗，煙氣過濾裝置、煙氣凈化裝置可進一步減少污染物排放，煙氣余熱換熱器可以回收煙氣余熱。本發明能有效解決垃圾熱值低、含水量高、空氣中含氧量低所帶來的焚燒溫度低、燃燒效率差、輔助燃料消耗多，污染物排放不達標等問題。
華中科技大學
2021-04-13
一種用于燃煤發電富氧燃燒的外置式氧氣注入裝置
本發明公開了一種用于燃煤發電富氧燃燒的外置式氧氣注入裝置，該裝置包括沿著圓柱形煙道軸向方向彼此分層間隔設置的氧氣注入管路，各層氧氣注入管路均包括處于煙道外部的豎管、環形管、噴·688·管和清潔用孔，其中各個豎管一端分別與環形管相連通，所有豎管的另外一端共同連接于氧氣輸入主管；環形管相對于圓柱形煙道環繞而設置，其內側經由與圓形煙道的表面以相同銳角傾斜相交的多個噴管與煙道相連通；清潔用孔設置在環形管的最下方
華中科技大學
2021-04-14
一種帶富氧設備的全預混冷凝式壁掛爐
本發明公開了一種帶富氧設備的全預混冷凝式壁掛爐，包括：通過管路彼此連接的風機、空氣控制閥、富氧設備和空氣進氣管，通過管路彼此連接的燃氣進氣管、燃氣控制閥和燃氣比例閥，以及燃燒室、換熱器、混合器和整體控制系統，其中當接收來自控制系統的指令時，風機啟動并引入空氣，空氣流經富氧設備提高其氧氣含量后，與所引入的燃氣在混合器內混合均勻，最后進入燃燒室點火燃燒；與此同時，供暖用水流經換熱器被加熱，并經供暖水出口流出以便使用。
華中科技大學
2021-04-14