[发明专利]一种低碳排放的加热炉富氧燃烧系统

权利要求书

1.一种低碳排放的加热炉富氧燃烧系统，其特征在于：包括加热炉燃烧系统、余热回收系统、冷凝脱水系统、烟气循环补氧系统和压缩冷凝CO₂系统；

加热炉燃烧系统中的加热炉，主要采用空气分离系统或“绿氢”生产中的副产品纯氧，与所述烟气循环补氧系统的烟气混合形成“O₂/CO₂”气氛替代传统加热炉中使用的空气，作为燃料的助燃剂；

所述余热回收系统主要用于高温烟气与助燃剂之间的换热，起到降低烟气温度和预热助燃剂的作用；

所述冷凝脱水系统主要用于进一步降低烟气温度，使烟气温度降至水凝结温度，实现脱水；

所述压缩冷凝CO₂系统用于液化CO₂，便于后续收集储存CO₂。

2.如权利要求1所述的一种低碳排放的加热炉富氧燃烧系统，其特征在于：所述加热炉燃烧系统由加热炉、燃烧器Ⅰ、燃烧器Ⅱ、燃气源、燃料侧流量计、燃料侧调节阀、燃气管路、助燃剂管路、助燃剂侧流量计和助燃剂侧调节阀组成；

所述余热回收系统由高温烟气管路、孔板流量计、高温烟气侧调节阀、风机和换热器组成；

所述冷凝脱水系统由低温烟气管路、冷凝器组成；

所述烟气循环补氧系统由循环烟气管路、循环烟气流量计、循环烟气调节阀、风机、氧气源、氧气侧流量计、氧气侧调节阀、氧气管路组成；

所述压缩冷凝CO₂系统由压缩机构成；

其中燃气源通过燃气管路与加热炉底部的燃烧器Ⅰ、燃烧器Ⅱ相连，高温烟气管路通过风机与换热器相连，换热器出口通过低温烟气管路与冷凝器相连；冷凝器出口分为两条支路，一路通过循环烟气管路与通过风机与氧气管路相连构成助燃剂管路，另一路与压缩机相连；

所述助燃剂管路与换热器相连接，从换热器出来后与燃烧器Ⅰ、燃烧器Ⅱ相连；管路均配备相关燃料侧流量计、助燃剂侧流量计、孔板流量计、循环烟气流量计、燃料侧调节阀、助燃剂侧调节阀、高温烟气侧调节阀、循环烟气调节阀。

3.如权利要求1或2所述的一种低碳排放的加热炉富氧燃烧系统，其特征在于：所述加热炉富氧燃烧系统主要燃烧以天然气为主的燃料气，天然气中主要成分为甲烷；

所述加热炉富氧燃烧系统使用O₂/CO₂作为助燃剂，当助燃剂中富氧量为x时，燃烧反应如下：

CH₄+2[O₂+(1-x)/xCO₂]→[1+2(1-x)/x]CO₂+2H₂O

所述加热炉富氧燃烧系统所需O₂/CO₂助燃剂量为V₀’：

V₀’＝2×[1+(1-x)/x]α

式中：α为空气过量系数；

V₀’为1m³气体燃料燃烧所需的助燃剂量，m³/m³。