[发明专利]一种CO2/O2蓄热燃烧降低NOx排放的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，特别涉及一种CO₂/O₂蓄热燃烧降低NOx排放的方法。

背景技术

在全球气候逐渐变暖及雾霾天气频现的背景下，各国纷纷提出CO₂和NO_x的减排目标，降低CO₂和NO_x的排放已成为全世界共同关注的问题。近年来，CO₂/O₂燃烧技术被认为是一种能够同时控制CO₂和NO_x的新型燃烧技术，已引起国内外学术界和工业界的高度重视。

当燃料通过空气助燃时，空气中含有约79%的N₂，在高温炉膛内会发生反应生成NO_x污染物，造成大气的污染。O₂浓度在促进着火燃烧和降低NO_x的生成的作用方面是互相矛盾的。一方面，O₂浓度的提高可以改善着火燃烧条件，稳定燃烧；另一方面，O₂浓度的提高也促进了NO_x的生成，使得NO_x排放增加。

现有的CO₂/O₂燃烧技术大多是采用余热回收方式来回收热量，降低温度，设备庞大，投资较大，设备运行维护费用较高。

CO₂/O₂蓄热燃烧技术是把燃烧产生的尾气，经过蓄热体放出热量后，再返回通过蓄热体升温用于燃烧过程。在此过程中，要将O₂与可循环的燃烧废气掺混在一起，利用CO₂稀释O₂浓度，共同用于助燃。采用此方法，可以有效捕捉回收利用CO₂，还能减少燃烧污染物NO_x的排放，提高热效率。

发明内容

本发明目的是提供一种CO₂/O₂蓄热燃烧降低NOx排放的方法，有效捕捉回收利用CO₂，减少燃烧污染物NO_x的排放，提高热效率。

一种CO₂/O₂蓄热燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，采用经混匀装置混匀的CO₂和O₂的混合气代替空气进行燃烧，燃烧尾气中CO₂体积分数为50-95%，尾气经过蓄热体后温度由900-1400℃降低至200-400℃，实现对尾气显热的储存；炉内燃烧稳定后尾气中20-70%的用于循环，剩余气体排出；循环尾气经风机进入混匀装置中与O₂均匀混合，混合助燃气体中O₂体积分数为3-30%；混合气再经过高温蓄热体后温度升高至700-1100℃，通过烧嘴进入燃烧区域与燃料反应，通过换向阀定期切换，实现蓄热式燃烧。

本发明点火时用O₂作为助燃剂，生产一段时间后，返回烟气与O₂进行混合，循环利用烟气中的CO₂，随着炉内燃烧逐渐稳定，形成CO₂自身循环利用。

将体积分数为85-99.9%的O₂和体积分数为50-99.9%的CO₂分别通过旋流喷枪喷入混合装置内，在高回旋率作用下，均匀混合后，作为助燃剂用于燃烧。

高温烟气经过低温蓄热体后温度降低，和O₂混合后，在风机牵引下再经过高温蓄热体后混合气温度升高，进入燃烧区域与燃料反应。

炉内燃烧稳定后尾气中20-70%的用于循环，剩余尾气用于CO₂的捕集回收或直接排放。

燃料为天然气等气体燃料、煤粉等固体燃料、重油等液体燃料。

助燃剂中的O₂采用液氧槽车供氧，再对液氧进行气化；或利用低温精馏法将空气中的N₂分离出去后得到O₂，用氧气管道供氧。