[发明专利]一种间歇式的循环流化床锅炉底渣余热回收耦合CO2

说明书

本发明公开了一种间歇式的循环流化床锅炉底渣余热回收耦合COsubgt;2/subgt;固定装置，涉及循环流化床锅炉技术领域。本发明包括本体，本体的顶部开设有第二气体出口、底渣入口和第三气体出口，且底渣入口位于第二气体出口和第三气体出口之间，本体的内侧装配有搅拌机构，搅拌机构用于加快高温底渣颗粒的换热效率，本体的内侧还装配有筛分机构，筛分机构用于根据高温底渣颗粒大小进行快速分类。本发明通过搅拌机构和筛分机构的结构设计，使本装置降低了冷却底渣所需冷却介质的使用量，提高了所回收的底渣余热的再利用效率，提升了本装置的高效性，且通过循环换热机构的结构设计，使本装置在进行COsubgt;2/subgt;固定时效率高，降低了使用成本。

技术领域

本发明属于循环流化床锅炉技术领域，特别是涉及一种间歇式的循环流化床锅炉底渣余热回收耦合CO₂固定装置。

背景技术

采用循环流化床锅炉燃用煤时，炉膛底部会排出大量的高温底渣，若不经冷却直接排放，其底渣物理热损失或高达10％以上，大幅降低了锅炉效率。同时，常规的灰渣输送机械可承受的温度上限大多仅在150-300℃之间，这也增大了高温底渣机械化运输的困难度；

目前，常用的底渣冷却装置主要有滚筒冷渣器和流化床冷渣器，但两者均存在一定的技术问题，且很难解决所回收底渣热量的余热利用问题。当采用滚筒冷渣器时，受自身结构和工作原理的限制，换热后仅能得到100℃以下的凝结水，同时实际的底渣余热回收利用率也只有10％左右。当底渣处理量较大时，需要大量的凝结水，会对汽机回热系统造成显著的影响，甚至还可能出现机组所有的凝结水量都不足以满足底渣冷却需求的情况。当采用流化床冷渣器时，吸热后的流化风被送回至炉膛作为补充二次风使用，以提高锅炉效率并能回收底渣中的细颗粒。然而，由于流化床冷渣器内的气固混合特性较好，换热系数高，因此换热后的风温通常不超过400℃，能量品质较低，致使底渣余热回收利用率不高，且气固浓度较大，回风管道磨损严重。此外，随着底渣量的增大，流化床冷渣器所需的流化风量也相应增加，炉内气固流动与燃烧传热所受的影响也增大，且仍存在全部二次风量都不足以满足底渣冷却需求的可能性；

中国发明专利201710238950.1公开了一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置。以再循环烟气作为循环流化床锅炉底渣的冷却介质，在移动床换热器内与高温底渣颗粒进行直接接触换热，且采用多级水平串联往复式布置，延长烟气与底渣的接触时间，最终获得较高终温的低含尘热烟气。然而，该装置在处理平均粒径较小的底渣颗粒时，床层阻力较大，系统能耗大幅提高，且宽筛分底渣颗粒在移动床内自由下落过程中易架桥堵塞；

中国发明专利201910102388.9公开了一种循环流化床锅炉底渣余热回收装置。采用高温底渣颗粒冲刷移动床竖管排的方式强化高温底渣颗粒与管内冷却空气的间接换热，同时利用变径螺旋叶板的调节，与底渣颗粒自身重力实现底渣余热装置的连续运行。然而，该装置主要依靠管壁的壁面传热，高温底渣颗粒自上而下移动过程中径向混合较差，贴近管壁处的底渣颗粒换热效果较好，但远离管壁处的底渣颗粒换热效果较差，且在大型化中存在需要的管子数量多、底渣颗粒能否均匀分配等困难；另一方面底渣颗粒容易在管间堆积、架桥，产生堵塞，从而影响整个装置的连续稳定运行；

此外，煤燃烧过程中会释放大量的CO₂，当前工业捕集CO₂的手段主要有物理吸收法和化学吸附法，物理吸附法包括变压吸附技术等，化学吸收法包括胺化合物吸收法、钙基吸收剂法、锂金属氧化物法、膜分离技术、O₂/CO₂循环燃烧方式、化学链燃烧法及生物吸收法等。然而，由于常规的燃前捕集、燃后捕集和富氧燃烧技术存在建设成本高昂、系统效率损耗较高等问题，故基于钙基吸收剂的化学链循环捕获CO₂技术作为一种新兴的低成本燃后碳捕获技术而受到广泛关注。目前，国内外研究学者主要采用气固混合剧烈、反应速率快循环流化床或鼓泡流化床作为反应器，但存在系统较为复杂，物料流态化以及物料分离输运等控制难度较高，吸收剂颗粒磨损等问题，同时钙基吸收剂利用石灰石等含钙基矿物在高温下进行循环煅烧/碳酸化反应吸收二氧化碳，其反应温度在600-800℃左右，需要额外补充热量；