富氧燃烧技术-医学课件.ppt

1990年全世界二氧化碳的排放量为206.88亿吨，到2005年这一数据增加至266.2亿吨。目前，世界二氧化碳排放总量仍在迅速上升，中国已成为世界第一碳排放国。 我国环境容量上限为二氧化硫1620 万吨,氮氧化物1880 万吨。如不采取有效措施, 预计到2020 年, SO2 和NOx 的排放量将分别达到4000 万吨和3500 万吨。 深入研究煤炭高效洁净化利用, 开发高效、洁净的燃煤发电技术, 是保障国民经济持续健康快速发展和保护环境的迫切需要。 一、背景——我国能源利用现状 * 二、富氧燃烧技术概况 1富氧燃烧定义 富氧燃烧对所有燃料（包括气体、液体和固体）和工业锅炉均适用， 既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，广 义上讲凡是用空气参与反应的均可用富氧代替。 燃烧是空气中的氧参与燃料氧化并同时发出光和热的过程。 富氧燃烧是指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度 （根据实际情况可采用局部富氧和整体富氧），直至纯氧燃烧。 * 二、富氧燃烧技术概况 2、富氧燃烧技术 富氧燃烧技术,又称为空气分离/烟气再循环技术或氧燃料燃烧技术。 采用烟气再循环的方式,使燃烧炉内CO2浓度提高。O2与烟气中CO2以一定比例混合,作为燃烧的氧化剂,使燃料燃烧可保持燃烧温度,最终得到了与空气燃烧方式一样的热能。 * 富氧燃烧技术主要由3 个基本步骤组成：空气分离、O2/ CO2 燃烧和烟气压缩与脱水。 二、富氧燃烧技术概况 CO2 concentration: 95% NOx reduction: 30%-70% SO2 removal by limestone: 40%-90% Thermal efficiency increase: 3% 70%的CO2 其余为水 70% ~ 75%烟 气 95% CO2 95%以上 * Enhanced Coal Bed Methane.获取不可开采的煤层中的天然气。CBM应用广泛，而BCBM很少。 很有前景，储量丰富，靠近CO2产生地。但目前还未见大规模工程示范。 Enhanced Oil Recovery.美国应用最为广泛，2003年世界有84个工程应用项目。 海洋是一个自然的碳汇，存储量巨大。但CO2深海储藏的技术还未完全掌握。 CO2利用方式 EOR BCBM Ocean Storage Deep Saline Aquifer 二、富氧燃烧技术概况 * 3、富氧燃烧技术研究热点 热传递评价 焦炭燃尽率 着火特性与火焰稳定性 气体排放控制 在相同绝热火焰温度情况下，辐射换热增强，对流换热减弱，需要对锅炉部分改造或操作条件优化，保证满意的能量平衡。 高CO2气氛下，char-CO2反应。低温下（如400℃-900℃，）可忽略，因其反应速率远低于char-O2反应；高温下，碳粒边界层存在明显的CO产物。 微重力设备中进行试验，保证煤粉均相布置，防止自然对流。CO2高热容，导致火焰传播速度慢，着火延迟，影响火焰稳定性。 CO2，NOx，SO2，亚微米级飞灰颗粒，痕量元素 二、富氧燃烧技术概况 * * 气体排放控制 CO2：试验室试验，烟气中CO2浓度可达95%；中试试验，浓度为80%-92%。 NOx：NOx排放较空气气氛下减少2/3以上：热力型NOx减少，循环烟气中NOx的还原。 SO2：试验表明，排放量减少，浓度增大，S转化率91%→64%。 亚微米级颗粒：难熔氧化物气化，导致数量明显增加；高浓度CO2改变氧化物中CO/CO2比例，影响气化。 痕量元素：气相中，汞、硒、砷含量较空气下高。 二、富氧燃烧技术概况 一、富氧燃烧技术概况 4、富氧燃烧技术研究进展 富氧燃烧的概念在1981年由Home和Steinburg首次提出,并得到美国阿贡国家实验室的验证。研究表明常规锅炉进行适当的改造即可采用此技术。 随着人们对全球气候变化与温室效应的认识,这项技术的研究与应用也得到了极大的重视和发展。美国、日本、加拿大、英国、德国、荷兰、法国、瑞典、挪威、俄罗斯等国家都开展了富氧燃烧技术试验及技术经济性研究。 国内浙江大学、华中科技大学、东南大学、华北电力大学和清华大学等高校的研究人员近年来也开展了对该项技术的积极研究，已逐渐在各领域广泛推广应用。 * 二、富氧燃烧技术概况 5、富氧燃烧技术的应用及优势 （1）燃烧效率高；锅炉效率也提高了。 当前最容易为工业界所接受的co2减排技术 （2）燃烧产物中CO2的含量将达到95%左右，回收的费用更低。 （3）在液化处理以CO2为主的烟气时，SO2同时也被液化回收， 可省去烟气脱硫设备。 （4）在O2/CO2的气氛下，SOx、NOx的生成将会减少，如果再结 合低NOx燃烧技术，则有可能不用或少用脱氮设备。 （5）