煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤燃烧技术领域，尤其是涉及一种煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统。
【背景技术】
[0002]煤粉燃烧技术及与其相应的系统，在我国的应用范围比较广，煤粉燃烧技术的核心装置为燃烧锅炉。现有技术中，燃烧锅炉中所需的粉状燃料多采用压缩空气进行输送，粉状燃料与空气在锅炉内混合并燃烧。
[0003]上述采用压缩空气作为输送气的方法存在以下缺陷:首先，空气中氮气的比例占78%，粉状燃料与空气在锅炉内混合并燃烧，锅炉内的温度极高，在大于1200°C的情况下，空气中的氮气与氧气发生反应，产生多种氮氧化物，氮氧化物的存在，使得该种方法不满足环保标准与要求，而且，燃烧产生的大量二氧化碳气体的排放，导致温室效应的出现;其次，氮气被加热后，随锅炉燃烧产生的烟气一同被排放，空气中氮气的含量较高，被排放的氮气所具有的热能较高，大量热能流失，造成系统整体的能量损失严重;再次，除了氧气，空气中含有其他多种气体，且其他多种气体的比重较高，而锅炉内粉状燃料燃烧所需气体为氧气，空气助燃方式很难使粉状燃料充分燃烧，致使能源原料的严重浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统，以解决煤粉锅炉在应用过程中对环境造成污染的问题，同时达到节能、减排的效果。
[0005]为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案:
[0006]—种煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统，包括:
[0007]锅炉，其上装设有纯氧燃烧器，所述纯氧燃烧器上安装有燃料喷枪、二次氧枪，所述燃料喷枪上连接有煤粉输送管道；
[0008]二氧化碳还原炉，与所述锅炉通过第一烟气管道连接；
[0009]所述第一烟气管道，其上装设有烟气储罐、第一烟气阀组，所述烟气储罐靠近所述锅炉，所述第一烟气阀组靠近所述还原炉；
[0010]第二烟气管道，连接在所述烟气储罐上，其上装设有第二烟气阀组，所述第二烟气管道与所述煤粉输送管道之间连接有下料装置；
[0011 ] —次氧管道，其出口端连接在所述煤粉输送管道上，其上装设有一次氧阀站；
[0012]二次氧管道，其出口端连接在所述二次氧枪上，其上装设有二次氧阀站；
[0013]自控装置，包括PLC上位机，所述锅炉、所述下料装置、所述第二烟气阀组、所述一次氧阀站、所述二次氧阀站分别与所述PLC上位机连接，使用时，通过所述PLC上位机控制所述锅炉、所述下料装置、所述第二烟气阀组、所述一次氧阀站、所述二次氧阀站。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述下料装置包括:自上而下依次连接的粉料罐、双螺旋称重装置、双曲线混合喷射器，所述第二烟气管道与所述煤粉输送管道通过所述双曲线混合喷射器连接;且设，所述锅炉上装设有第二热电偶，所述双螺旋称重装置、所述第二热电偶均与所述PLC上位机连接。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述一次氧阀站包括:装设在所述一次氧管道上，自其入口端至出口端依次排列的截止阀、第一压力表、稳压阀、第一压力变送器、第一热电偶、第一流量计、第一调节阀、第一切断阀、第二压力变送器，所述第一流量计、第一调节阀均与所述PLC上位机连接。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述二次氧阀站包括:装设在所述二次氧管道上，自其入口端至出口端依次排列的第二流量计、第二调节阀、第二切断阀和第三压力变送器，所述第二流量计、第二调节阀均与所述PLC上位机连接;且设，所述二次氧管道的入口端连接在所述第一热电偶与所述第一流量计之间的所述一次氧管道上，所述一次氧管道的出口端连接在靠近所述燃料喷枪的所述煤粉输送管道上。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一烟气管道上，自所述锅炉至所述还原炉依次装设有第一高压风机、烟气处理装置、所述烟气储罐、第二高压风机。
[0018]进一步地，所述第一烟气阀组包括:装设在所述第一烟气管道上，自所述锅炉至所述还原炉依次排列的第一蝶阀、第二压力表和第三流量计，其中，所述第一蝶阀位于所述烟气储罐与所述第二高压风机之间，所述第二压力表和所述第三流量计位于所述第二高压风机和所述还原炉之间。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二烟气阀组包括:装设在所述第二烟气管道上，自所述烟气储罐至所述双曲线混合喷射器依次排列的第二蝶阀、第三压力表、第四流量计和第三调节阀，所述第四流量计、第三调节阀均与所述PLC上位机连接。
[0020]进一步地，所述第二烟气管道上还装设有第三高压风机，所述第三高压风机位于所述第二蝶阀与所述第三压力表之间。
[0021]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料喷枪与所述二次氧枪相互平行，且所述燃料喷枪位于所述二次氧枪的上方。
[0022]作为上述技术方案的进一步改进，使用时，设置所述第三高压风机的压力范围为30-100KPa。
[0023]作为上述技术方案的进一步改进，使用时，设置所述第二烟气管道中的烟气量占总烟气量的1 % -70 %，所述锅炉中氧气量与煤粉量的比值介于1-1.5之间，且
[0024]所述锅炉中，一次氧量占总氧气量的10%-30 %，二次氧量占总氧气量的70 % -90%。
[0025]作为上述技术方案的进一步改进，所述还原炉的上方连接有还原碳进料装置，所述还原炉的侧壁上开设有氧气输入口、一氧化碳输出口，以及与所述第一烟气管道连接的烟气输入口，所述氧气输入口位于所述烟气输入口的上方，使用时，所述还原炉中氧气含量与烟气含量的体积比介于0.25-0.5之间。
[0026]本发明提供的煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统，由于该系统包括有第一烟气管道和第二烟气管道，锅炉内燃烧所产生的烟气(主要成分为二氧化碳)到达烟气储罐，烟气储罐中的一部分烟气进入第二烟气管道，第二烟气管道与煤粉输送管道之间连接有下料装置，巧妙利用烟气输送煤粉原料，使烟气得以循环利用;烟气储罐中的另一部分烟气，经过第一烟气管道进入二氧化碳还原炉，在二氧化碳还原炉中，二氧化碳被还原为一氧化碳，高纯度的一氧化碳还原气体具有多种用途，可作为其它锅炉燃料，也可用于燃气发电，还可作为化工原料使用。
[0027]现有技术中，采用压缩空气作为粉状燃料的输送气，由于空气中氮气的比例占78%，粉状燃料与空气在锅炉内混合并燃烧，在大于1200°C的情况下，空气中的氮气与氧气发生反应，产生多种氮氧化物，氮氧化物的存在，使得该种方法不满足环保标准与要求，或者，燃烧产生的大量二氧化碳气体的排放，导致温室效应的出现；；其次，氮气被加热后，随锅炉燃烧产生的烟气一同被排放，空气中氮气的含量较高，被排放的氮气所具有的热能较高，大量热能流失，造成系统整体的能量损失严重;再次，除了氧气，空气中含有其他多种气体，且其他多种气体的比重较高，而锅炉内粉状燃料燃烧所需气体为氧气，空气助燃方式很难使粉状燃料充分燃烧，致使能源原料的严重浪费。相比于现有技术，本发明提供的煤粉锅炉纯氧燃烧无氮无二氧化碳排放的系统，一方面，充分回收利用锅炉内产生的烟气，将该烟气作为粉状燃料的输送气进行循环利用，取代利用压缩空气作为输送气的方法，即避免了压缩空气中的高含量氮气所带来的一系列问题，比如产生氮氧化物致使无法满足环保标准与要求、高含量氮气具有的热量流失致使系统能量损失严重、或者致使粉状燃料燃烧不充分致使能源原料的严重浪费等一系列问题;另一方面，设置二氧化碳还原炉，将烟气中的部分二氧化碳产物进行还原