一种节能减排式天然气工业炉窑及节能减排方法

1.本发明属于炉窑技术领域，具体是一种节能减排式天然气工业炉窑及节能减排方法。


背景技术：

2.燃气热处理炉工艺温度决定排烟温度，工艺温度等于炉膛出口温度。出于节能的考虑，目前多采用空气预热、物料预热等措施，空气预热提高火焰温度而导致no排放提高，预热物料吸热能力有限制。目前广泛采用的蓄热式燃烧，热效率大大提高，但受热处理炉内尘、腐蚀性气体的因素而影响其使用效果。工艺粉尘多数是炉内氧化气氛和局部高温造成，需要合理控制气氛，控制气氛的代价是烟气中co含量增加，大大降低热效率，原因是co中的碳来自于燃料中的c，烟气体积又是燃气体积的10倍以上。
3.此外，在双碳大环境下，如何捕集燃气工业炉排放的二氧化碳也应该引起足够重视，空气燃烧主要产物是氮气，需要将其从烟气中分离出来，增加了捕集难度和能耗。此外，工业燃气多采用lng，其冷量也被浪费，lng和液氧气化为气体，冷量一般被空气带走，如何高效利用lng成为本方案中重点考虑解决的技术问题。
4.结合上述问题，本方案中探讨如何合理的利用燃气热量、冷量及捕集二氧化碳，提供了一种节能减排式天然气工业炉窑及节能减排方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种节能减排式天然气工业炉窑及节能减排方法，解决了如何合理的利用燃气热量、冷量及捕集二氧化碳的技术问题，实现了炉窑系统多功能化的技术目标。
6.一种节能减排式天然气工业炉窑，包括天然气炉窑、与所述天然气炉窑连接的燃烧器和燃料重整器，所述燃烧器与燃气预热器、风机和冷凝器连接，所述燃料重整器与预热器、燃气预热器连接，所述预热器与冷凝器连接，所述冷凝器、二氧化碳收集器分别与所述风机连接，所述燃气预热器与所述风机、所述冷凝器连接，所述液氧式的冷凝器与液氧罐连接。
7.所述天然气炉窑包含燃烧器口和排烟口，所述燃烧器口与所述燃烧器相连，所述排烟口与所述燃料重整器相连。
8.所述燃烧器包含重整气口、再循环烟口、热氧气口，所述重整气口与所述燃气预热器相连，所述再循环烟口与所述风机相连，所述热氧气口与液氧冷凝器相连。
9.所述燃料重整器包含热重整气口、冷重整气口、换热管、设置在所述换热管内的蓄热载体和催化载体、高温烟气通道，所述高温烟气通道包含高温端和中温端，所述高温端与所述排烟口相连，所述中温端与所述预热器相连；所述换热管包含高温段和低温段，所述蓄热载体位于所述低温段，所述催化载体位于所述高温段；
所述高温段和所述低温段通过直线或者气箱连接，所述冷重整气口与所述低温段相连，所述热重整气口与所述高温段相连，所述冷重整气口与所述热重整气口之间设置有挡板，所述换热管位于所述高温烟气通道内，通过所述换热管管壁隔开。
10.高温段和低温段布置形式两种，一种是直线平行布置，也就是套管布置，即换热管位于高温烟气通道内；二是交叉布置，交叉布置需要采用气箱连接，并利用挡板分开；本方案中的所有炉窑结构，基本都是具有两股气流，两股气流不能掺混，需要隔开。
11.所述冷凝器包含空气冷凝器、液氧冷凝器、lng冷凝器，经所述空气冷凝器的烟气可单独进入所述液氧冷凝器，或者可单独进入所述lng冷凝器，或者可同时进入，所述液氧冷凝器与液氧罐连接；所述空气冷凝器包含风机、热烟进口和冷烟出口，所述热烟进口与所述预热器相连，所述冷烟出口与所述液氧冷凝器、所述lng冷凝器相连；所述液氧冷凝器包含液氧口、气氧口，所述液氧口与液氧罐相连，所述气氧口与所述热氧气口相连；所述lng冷凝器包含lng口和ng口，所述lng口与lng罐相连，所述ng口与所述预热器相连，所述液氧冷凝器和所述lng冷凝器均设置有热烟进口和冷烟出口；所述液氧冷凝器上的热烟进口和所述lng冷凝器上的热烟进口均与所述空气冷凝器上的冷烟出口相连；烟气经所述液氧冷凝器和所述lng冷凝器的所述冷烟出口，分别与所述风机和所述二氧化碳收集器相连。
12.所述预热器包含冷气口、热气口、中温烟口、低温气口，所述冷气口与所述lng冷凝器相连，所述热气口与所述燃气预热器相连，所述中温烟口与所述燃料重整器相连，所述低温气口与所述冷凝器相连；所述空气冷凝器上的热烟进口与所述预热器的所述低温气口相连，所述ng口与所述预热器的所述冷气口相连。
13.所述燃气预热器包含与所述lng冷凝器相连的燃气口、与所述风机连接的重整烟口、与所述燃料重整器相连的重整气进口、与所述燃烧器相连的重整气出口、与所述冷重整气口相连的混合气出口、钢管。
14.一种天然气工业炉窑的节能减排方法，具体包括以下步骤：步骤s1：启动阶段，开启lng罐和液氧罐，lng经lng罐到lng冷凝器变为气态ng，再经空气冷凝器、燃气预热器后，依次进入燃料重整器、燃气预热器和燃烧器，氧气经液氧罐到液氧冷凝器变为气态氧气后，再进入燃烧器，在燃烧器内与气态ng被点燃后燃烧；步骤s2：烟气冷却阶段，气态ng和气体氧气在燃烧器内点燃后，在天然气炉窑内产生高温烟气，高温烟气经高温端进入燃料重整器内的催化载体和蓄热载体，将催化载体加热到450-650℃；经蓄热载体中气流冷却后，中温端烟气出口温度为250-350℃，烟气继续经中温烟口进入预热器，加热流经预热器的气体ng，降温后流入空气冷凝器，烟气经风机鼓入常温空气，并冷却冷凝烟气中大部分气态水，再经液氧冷凝器和lng冷凝器的热烟进口，继续被液氧和lng冷却冷凝，继续冷凝出烟气中水蒸气，烟气温度降低到10-30℃，进入二氧化碳收集
器进行收集处理；步骤s3：烟气循环阶段，降低到10-30℃的烟气经风机分别输送到燃烧器的再循环烟口、燃气预热器的重整烟口，进入重整烟口的烟气与经燃气口进入的ng混合，形成混合气，混合气中的二氧化碳与甲烷比控制在0.5-1.5之间，进入再循环烟口的烟气在燃烧器内与ng、氧气混合燃烧，燃烧温度达到天然气炉窑的工艺温度；步骤s4：燃料重整阶段，经燃气预热器流出的混合气，经冷重整气口进入燃料重整器，并依次经过蓄热载体和催化载体，经热重整气口流出，再次进入燃气预热器；混合气流经蓄热载体时，吸收蓄热载体热量，蓄热载体温度，混合气流经催化载体时，被催化载体里催化剂催化形成以甲烷、一氧化碳和氢气为主要成分的重整气，重整气经热重整气口流出，重整气温度控制在300-600℃之间；步骤s5：重整气燃烧阶段，重整气经燃气预热器被混合气冷却后，温度控制在100-300℃之间，进入燃烧器，与进入燃烧器的氧气、再循环烟气混合燃烧，燃烧后烟气中氧气含量控制在0-1%之间；步骤s6：调节阶段，通过改变液氧罐液氧流量和lng罐的lng流量，重复步骤s2-s4，以维持天然气工业炉窑的工艺温度；步骤s7：结束阶段，关闭液氧罐和lng罐。
15.本发明达成以下显著效果：（1）炉窑上排烟口的烟气进入到燃料重整器，被处理后再进入到预热器和燃气预热器，最终经过燃烧器和冷凝器的作用，使得燃烧后产生的二氧化碳再次循环利用，实现了排烟的目标，可实现99%二氧化碳浓度的消除，最终只剩下微量一氧化碳和水蒸气，提升了热效率。
16.（2）通过烟气循环和燃料重整，控制了二氧化碳的再循环量，实现了炉内氧化和还原气氛控制，提高了燃料燃烧效率。
17.（3）充分利用lng和液氧的冷能，将烟气中水蒸气冷凝成水，降低了二氧化碳捕获的外加能耗，提升了二氧化碳的补集量。
18.（4）本发明采用纯氧气燃烧，使得烟气中没有氮气，因此使得二氧化碳的收集变得容易，避免采用结构复杂的捕捉收集装置。
19.（5）本发明提供了一种新式换热器作为燃料重整器，提高了燃料重整效率。
20.（6）本发明设置了智能控制功能，自动控制进入燃料重整器中的二氧化碳的数量，避免二氧化碳数量过多或者过少，导致重整效果变差，提高重整率。
21.（7）本发明设置了智能控制功能，自动控制进入燃料重整器中的二氧化碳和ng的数量的合理搭配，提高燃烧效率。
附图说明
22.图1 本发明实施例中的工艺流程图。
23.图2 本发明实施例中燃料重整器的结构原理图。
24.图3 本发明实施例中燃气预热器的结构原理图。
25.其中，附图标记为：1、天然气炉窑；11、燃烧器口；12、排烟口；2、燃烧器；21、重整气口；22、热氧气口；23、再循环烟口；3、燃料重整器；31、冷重整气口；32、热重整气口；33、蓄热
载体；34、催化载体；35、换热管；351、高温段；352、低温段；36、高温烟气通道；361、高温端；362、中温端；37、气箱；38、挡板；4、预热器；41、冷气口；42、热气口；43、中温烟口；44、低温气口；5、冷凝器；51、空气冷凝器；511、热烟进口；512、冷烟出口；513、风机；52、液氧冷凝器；521、液氧口；522、气氧口；53、lng冷凝器；531、lng口；532、ng口；6、燃气预热器；61、燃气口；62、重整烟口；63、重整气进口；64、重整气出口；65、混合气出口；66、钢管； 71、液氧罐；72、lng罐；8、风机；9、二氧化碳收集器。
具体实施方式
26.为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。参见图1，一种节能减排式天然气工业炉窑，包括天然气炉窑1、燃烧器2、燃料重整器3、预热器4、冷凝器5、燃气预热器6、储罐、风机8、二氧化碳收集器9。天然气炉窑1与燃烧器2连接，优选在其内部设置燃烧器2，炉窑1的烟气出口连接燃烧重整器3，燃烧重整器3连接燃气预热器6和预热器4，预热器4连接冷凝器5，冷凝器5连接二氧化碳收集器9和燃烧器2，其中冷凝器5包括空气冷凝器51、液氧冷凝器52、lng冷凝器53，预热器4连接空气冷凝器51，空气冷凝器51分别连接液氧冷凝器52、lng冷凝器53，液氧冷凝器52、lng冷凝器53与二氧化碳收集器9和燃烧器2连接。燃气预热器6与燃烧器2连接。液氧冷凝器52与燃烧器2连接。
27.炉窑1产生的烟气先进入燃料重整器3，用于加热燃料重整器3中的混合气体，然后进入预热器4，用于加热预热器4中的气体ng，然后进入空气冷凝器51，加热进入空气冷凝器中的空气；然后分别进入液氧冷凝器52、lng冷凝器53，用于加热液氧和lng，使其变为气态氧和气体ng，然后一部分进入二氧化碳收集器9进行收集存储，一部分进入燃烧器，一部分进入燃气预热器6。气体ng进入预热器4中继续预热，预热后进入燃气预热器6中与来自液氧冷凝器52、lng冷凝器53的烟气混合形成混合气，混合气进入燃料重整器3与从炉窑1出来的进入燃料重整器3的烟气进行热交换，然后进入燃气预热器6继续与从进入燃气预热器6的混合气进行换热，然后进入燃烧器2，与来自液氧冷凝器52的氧气、液氧冷凝器52、lng冷凝器53的烟气混合燃烧。
28.要实现天然气中二氧化碳的捕集，最简单的方式是天然气与纯氧燃烧，其优点是不含氮气，缺点是易导致炉温过高，因此本方案创造性的将烟气中二氧化碳与纯氧混合，利用二氧化碳的高比热特性，来控制炉温，避免温度过高。
29.天然气炉窑1包括燃烧器口11、排烟口12，燃烧器口11与燃烧器2相连，排烟口12与燃料重整器3相连。
30.本发明在炉窑上设置排烟口，烟气（主要成分是二氧化碳）进入到燃料重整器，被处理后再进入到预热器和燃气预热器，最终经过燃烧器和冷凝器的作用，使得燃烧后产生的二氧化碳再次循环利用，实现了排烟的目标，可实现99%二氧化碳浓度的消除，最终只剩下微量一氧化碳和水蒸气，提升了热效率。
31.本发明采用纯氧气燃烧，使得烟气中没有氮气，因此使得二氧化碳的收集变得容易，避免采用结构复杂的捕捉收集装置。
32.燃烧器2包括重整气口21、再循环烟口23、热氧气口22，重整气口21与重整器相连，
再循环烟口23与风机8相连，热氧气口22与液氧冷凝器52相连。作为优选，重整气口21与重整器连接管路之间设置燃气预热器6。
33.参见图2，燃料重整器3包括热重整气口32、冷重整气口31、蓄热载体33、催化载体34、换热管35、高温烟气通道36。高温烟气通道36（热源管道）包含高温端361和中温端362，高温端361与排烟口12相连，中温端362与预热器4相连。换热管35分为两部分，分别是高温段351和低温段352。蓄热载体33和催化载体34位于换热管35内，蓄热载体33位于低温段352，催化载体34位于高温段351。高温段351和低温段352可直接相连，也可通过气箱37（第二集箱）相连，气箱37与高温段351和低温段352的一端相连。冷重整气口31与低温段352另一端相连，热重整气口32与高温段351另一端相连，冷重整气口31与热重整气口32被挡板38隔开。换热管35位于高温烟气通道36内，通过换热管35管壁隔开。
34.图2公开了燃料重整器3的结构示意图。如图2所示，所述燃料重整器3实际上是一个换热器。所述换热器包括热源管道36（高温烟气通道36）和冷源管35（换热管）。热源管道36包括热源入口段361（高温端361）和出口段362（中温端362），冷源管35设置在在热源管道内。冷源管35两端分别连接集箱，其中一端的集箱设置分隔板38，将一端的集箱分为冷源进口集箱31和冷源出口集箱32（热重整气口32、冷重整气口31），冷源管35被分为两组，一组与冷源进口集箱31连通，一组与冷源出口集箱32连通。冷源管的另一端连接第二集箱37。作为优选，冷源从冷源入口集箱进入一组冷源管，然后进入第二集箱37，从第二集箱37进入另一组冷源管，然后从冷源出口集箱流出。
35.本发明提供了一种新式换热器作为燃料重整器，使得重整器与高温烟气换热，而且使得重整器采取弯折形换热结构，提高了燃料重整效率。
36.作为优选，第一组管内设置蓄热载体。第二组管内设置催化载体。优选催化是镍基催化剂。优选采用nio为主要成分。优选nio的质量百分比是大于等于14%。
37.设置蓄热体的主要目的是将烟气的热量储存。在烟气温度达不到实际需要的时候，蓄热载体可以将热量传递给混合气。
38.本发明通过在高温段设置催化剂，进一步提高催化效果，低温段设置蓄热器，进一步储存热量，用于进一步加热进入的混合气，提高混合气的温度，以便在高温度进行更好的催化反应。通过不同段分别设置催化剂和蓄热体，能够进一步提高催化反应效果。上述的第一组管内设置蓄热载体、第二组管内设置催化载体是经过大量的研究的结果，顺序不能互换，互换就会导致催化反应效果不好，降低催化效率。
39.作为优选，所述冷源进口集箱31、冷源出口集箱32和集箱37设置在烟气通道36内。通过设置在烟气通道，可以使得集箱作为一个换热管，增加换热面积，强化传热。
40.换热管35内的混合气与烟气通道内的烟气的流动方向互相垂直。在管壳式换热器内逆流换热效果最好，但是因为混合气在换热管内是分为两组相反的流动方向，因此无法实现彻底的逆流。本技术通过设置垂直流动，使其两个相反的流动方向尽可能最大程度接近逆流，从而提高换热效率。
41.高温烟气的降温，常规方法是利用余热助燃的空气来降低温度，本技术方案是通过催化化学反应吸热（ch4+co2-》co+h2），并将高温烟气的热量转变为可燃气体如一氧化碳和氢气，而不是将热量换热给氧气，转换的可燃气体为高能量的能源，且增加了燃料气中一氧化碳和氢气的含量，这些都是高还原性气体，有利于还原气氛的实现。
42.预热器4包括冷气口41、热气口42、中温烟口43、低温气口44。冷气口41与lng冷凝器53相连，热气口42与燃气预热器6相连，中温烟口43与燃料重整器3的中温端362（热源管道出口）相连，低温气口44与空气冷凝器51相连。来自燃料重整器3的烟气与来自lng冷凝器53的气态ng在预热器4进行热交换，预热后的气态ng进入燃气预热器6中，与来自液氧冷凝器52、lng冷凝器53的烟气混合形成混合气。
43.冷凝器5包括空气冷凝器51、液氧冷凝器52和lng冷凝器53，来自预热器4的烟气进入空气冷凝器51后，可单独进入液氧冷凝器，也可单独进入lng冷凝器53，也可同时进入液氧冷凝器52和lng冷凝器53。空气冷凝器51包括热烟进口511和冷烟出口512，风机513将空气引入空气冷凝器51中与烟气进行热交换。热烟进口511与预热器4的低温气口44相连，冷烟出口512与液氧冷凝器52和lng冷凝器53相连。液氧冷凝器52包括液氧口521、气氧口522，液氧口521与液氧罐71相连，气氧口522与燃烧器2的热氧气口22相连。液氧在液氧冷凝器52中与烟气进行换热，生成气体氧气。lng冷凝器53包括lng口531和ng口532，lng口531与lng罐72相连，ng口532与预热器4的冷气口41相连。lng在液氧冷凝器52中与烟气进行换热，生成气态ng。液氧冷凝器52和lng冷凝器53，均有热烟进口511和冷烟出口512。液氧冷凝器52的热烟进口511和lng冷凝器53的热烟进口511均与空气冷凝器51的冷烟出口512相连。
44.烟气经液氧冷凝器52和lng冷凝器53的冷烟出口512，分别与风机8和二氧化碳收集器9相连。作为优选，二氧化碳收集器9主要收集多余的二氧化碳作为储备使用。同时也能及时补充系统循环中缺少的二氧化碳数量。
45.作为优选，二氧化碳收集器9与燃气预热器6的重整烟口62之间设置管路，用于将二氧化碳从二氧化碳收集器9输入到燃气预热器6。作为优选，二氧化碳收集器9与燃气预热器6之间的管路上设置控制阀，控制阀控制是否向燃气预热器6补充二氧化碳以及补充数量多少。
46.作为优选，二氧化碳收集器9与冷烟出口512之间的管路上设置控制阀，控制阀控制是否向二氧化碳收集器9输送二氧化碳以及输送的数量的多少，同时控制器控制控制阀开关以及开度的大小以及风机8的频率来控制进入二氧化碳收集器9与进入风机管路上的烟气数量，从而控制入二氧化碳收集器9与进入风机管路上的二氧化碳数量。
47.参见图3，燃气预热器6包括重整气通道和混合气管，重整气通道和混合气管优选是钢管。重整气通道包括重整气进口63和重整气出口64，混合气管包括重整烟口62和和混合气出口65，燃气口61与混合气管相连通，连通位置优选设置在靠近重整烟口62的位置。重整烟口62与风机8相连，燃气口61与lng冷凝器53相连，重整气进口63与燃料重整器3相连，重整气出口64与燃烧器2相连，混合气出口65与冷重整气口31相连。在燃气预热器6内，重整气通道内的来自燃料重整器3的重整气与混合气管内的混合气进行热交换。
48.作为优选，重整气通道和混合气管垂直设置，混合气管插入到重整气通道，此外，基本每种装置里面都有两股气流，气流是不能掺混，因此需要分割的过程。
49.作为优选，混合气体可以不经过燃料重整器3，直接进入燃烧器2中，优选在炉窑启动阶段。
50.作为优选，在燃气口61与重整烟口62交点位置的下游设置旁通管路，所述旁通管路与燃烧器相连。旁通管路上设置旁通阀门，混合气出口65位置设置混合气管阀门，通过旁通阀门与混合气管阀门的开闭使得控制混合气是否进入燃料重整器3进行加热。
51.本发明提供了一种新式结构的燃气预热器6，使得燃气预热器的输入和流出的气体能够进行热交换，达到混合气体的热量充分均衡，而且设置旁通阀门，可以控制混合气体是否进入预热器以及进入重整器。
52.储罐包含液氧罐71和lng罐72，液氧罐71与液氧冷凝器52相连，lng罐72与lng冷凝器53相连。
53.本发明还公开了一种天然气工业炉窑的节能减排方法，包括以下步骤：步骤一：启动阶段，开启lng罐72和液氧罐71。lng经lng罐72到lng冷凝器53变为气态ng，再经过预热器4后进入燃气预热器6，然后进入燃料重整器3，从燃料重整器3出来后再回到燃气预热器6后进入燃烧器2。氧气经液氧罐71到液氧冷凝器52变为气态氧气后，再进入燃烧器2。在燃烧器2内与气态ng被点燃后燃烧。
54.步骤二：烟气冷却阶段。气态ng和气体氧气在燃烧器2内点燃后，在天然气炉窑1内产生高温烟气，高温烟气通过烟筒经高温端361进入燃料重整器3加热换热管35内的催化载体34和蓄热载体33，将催化载体34加热到450-650℃。烟气与换热管35中气流换热冷却后，从中温端362排出，中温端362烟气出口温度为250-350℃。烟气继续经中温烟口43进入预热器4，加热流经预热器4的气体ng，降温后烟气流入空气冷凝器51，烟气经风机513鼓入常温空气冷却冷凝烟气中大部分气态水，再经液氧冷凝器52和lng冷凝器53的热烟进口511，继续被液氧和lng冷却冷凝，继续冷凝出烟气中水蒸气，烟气温度降低到10-30℃，然后进入二氧化碳收集器9进行收集处理。优选此时的风机不启动，则烟气全部进入二氧化碳收集器9。
55.步骤三：烟气循环阶段，此时风机开始启动，降低到10-30℃烟气经风机8分别输送到燃烧器2的再循环烟口23、燃气预热器6的重整烟口62。进入重整烟口62的烟气与经燃气口61进入的ng混合，形成混合气。混合气中二氧化碳与甲烷比控制在0.5-1.5之间。进入再循环烟口23的烟气在燃烧器2内与ng和氧气混合燃烧，燃烧温度达到天然气炉窑1的工艺温度。作为优选，此步骤中混合气不需要经过燃料重整器3。作为优选，通过打开旁通阀门关闭混合气管阀门使得混合气不需要经过燃料重整器3。
56.步骤四：燃料重整阶段。经燃气预热器6流出的混合气经冷重整气口31进入燃料重整器3，并依次经过蓄热载体33和催化载体34，经热重整气口32流出，再次进入燃气预热器6。混合气流经蓄热载体33时吸收蓄热载体33热量，提高混合气的温度。混合气流经催化载体34时，被催化载体34里催化剂催化形成以甲烷、一氧化碳和氢气为主要成分的重整气，重整气经热重整气口32流出，重整气温度控制在300-600℃之间。
57.作为优选，通过关闭旁通阀门打开混合气管阀门使得混合气经过燃料重整器3。
58.步骤五：重整气燃烧阶段。重整气经燃气预热器6与进入燃气预热器6的混合气冷却后，温度控制在100-300℃之间，进入燃烧器2，与进入燃烧器2的氧气、再循环烟气混合燃烧，作为优选，燃烧后烟气中氧气含量控制在0-1%之间。
59.步骤六：调节阶段。通过改变液氧罐71液氧流量和lng罐72的lng流量，重复步骤二到四，维持天然气工业炉窑的工艺温度。
60.步骤七：结束阶段。关闭液氧罐71和lng罐72。
61.作为一个改进，lng冷凝器53的ng口532和燃烧器的重整气口21之间设置管线相连，所述的管线上设置第一阀门，lng冷凝器53与预热器4之间的管线上设置第二阀门。通过第一阀门和第二阀门的开闭，选择ng进入燃烧器还是进入预热器。在步骤一启动阶段优选
第一阀门打开第二阀门关闭。在步骤四燃料重整阶段优选第一阀门关闭第二阀门打开，使得ng进入预热器然后在进入重整器。通过上述阀门的开闭，使得不同阶段ng进入不同部件，可以在不需要重整的时候减少流程，降低阻力。
62.作为优选，热重整气口32设置一氧化碳或氢气检测装置，用于检测一氧化碳或氢气的浓度。风机8与燃气预热器6的重整烟口62的管路上设置第三阀门，用于控制进入燃气预热器的烟气数量，风机8与燃烧器2的管路上设置第四阀门，用于控制进入燃烧器2的烟气数量。控制器根据检测的一氧化碳或氢气的浓度来自动调整第三阀门和第四阀门的开度大小。
63.作为优选，当检测的一氧化碳或氢气的浓度低于预设范围最小值时，则自动控制第三阀门开度增加第四阀门开度降低，从而增加进入燃气预热器6的烟气数量。当检测的一氧化碳或氢气的浓度高于预设范围最大值时，则自动控制第三阀门开度降低第四阀门开度增加，从而降低进入燃气预热器6的烟气数量。通过上述智能控制，使得参与燃烧的可燃气与氧气合理搭配在一定的稳定数值，避免可燃气过多或者过少，造成燃烧不充分，提高热效率。
64.作为优选，一氧化碳或氢气的浓度达到预设范围时，当检测的一氧化碳或氢气的浓度降低，则自动控制第三阀门开度增加第四阀门开度降低，从而增加进入燃气预热器6的烟气数量。当检测的二氧化碳或氢气的浓度增加，则自动控制第三阀门开度降低第四阀门开度增加，从而降低进入燃气预热器6的烟气数量。通过上述智能控制，使得参与燃烧的可燃气与氧气合理搭配在一定的稳定数值，避免可燃气过多或者过少，造成燃烧不充分，提高热效率。
65.作为优选，当第三阀门开度最大，第四阀门关闭时候，当检测的二氧化碳或氢气的数量低于预设范围最小值时，此时需要将二氧化碳收集器9与燃气预热器6之间的管路上设置的控制阀打开，使得二氧化碳收集器9的二氧化碳进行补充。从而避免二氧化碳数量不足导致的燃烧不充分。通过设置，可以智能控制二氧化碳收集器9进行补充二氧化碳，达到燃料和氧气的合理搭配。
66.作为优选，液氧冷凝器52与燃烧器之间的管路上设置氧气阀和氧气流量计，通过控制氧气阀的开度的大小，控制进入燃烧器中的氧气的数量。通过氧气流量计检测进入燃烧器的氧气数量。
67.作为优选，当检测的氧气的数量低于预设范围最小值时，则自动控制氧气阀开度增加，从而增加进入燃烧器的氧气数量。当检测的氧气的浓度高于预设范围最大值时，则自动控制氧气阀开度降低，从而减少进入燃烧器的氧气数量。通过上述智能控制，使得参与燃烧的可燃气与氧气合理搭配在一定的稳定数值，避免可燃气过多或者过少，造成燃烧不充分，提高热效率。
68.作为优选，检测的氧气数量达到预设范围时，当检测的氧气数量降低，则自动控制氧气阀开度增加，从而增加进入燃烧器的氧气数量。当检测的氧气数量增加，则自动控制氧气阀开度降低，从而减少进入燃烧器的氧气数量。通过上述智能控制，使得参与燃烧的可燃气与氧气合理搭配在一定的稳定数值，避免可燃气过多或者过少，造成燃烧不充分，提高热效率。
69.作为优选，根据检测的氧气数量以及一氧化碳或者氢气的浓度来调整第一阀门、
第二阀门和氧气阀的开度。
70.作为优选，当检测的一氧化碳或者氢气的浓度的降低，则自动控制氧气阀开度减小，控制进入燃烧器的氧气数量减少。当检测的一氧化碳或者氢气的浓度的升高，则自动控制氧气阀开度增加，控制进入燃烧器的氧气数量增加。通过动态搭配智能控制氧气和可燃气体的含量，能够使得可燃气体和氧气自动控制合理的比例，使得燃烧保持充分，避免搭配不合理等导致的燃烧不充分。
71.作为优选，lng冷凝器53的ng口532设置流量计，用于检测ng的流量，根据检测的ng的流量自动控制第三阀门的开度，从而控制进入燃气预热器6的二氧化碳数量。
72.当检测的ng的流量降低，自动控制第三阀门的开度降低，从而可控制进入燃气预热器的二氧化碳数量降低，当检测的ng的流量增加，自动控制第三阀门的开度增加，从而可控制进入燃气预热器的二氧化碳数量增加。通过如此控制，使得二氧化碳和ng数量达到合理搭配使得在重整器中的化学反应充分进行，避免ng或者二氧化碳数量过多或者过少。造成反应不充分，降低燃烧效率。
73.综上所述，本方案中的技术难点和技术创新点主要体现在如下几点：（1）要实现天然气中二氧化碳的捕集，最简单的方式是天然气与纯氧燃烧，其优点是不含氮气，缺点是易导致炉温过高，因此本方案创造性的将烟气中二氧化碳与纯氧混合，利用二氧化碳的高比热特性，来控制炉温；（2）高温烟气的降温，常规方法是利用燃烧的空气来降低温度，本技术方案是通过催化化学反应吸热（ch4+co2-》co+h2），并将高温烟气的热量转变为可燃气体如一氧化碳和氢气，而不是将热量换热给空气，转换的可燃气体为高能量的能源，且增加了燃料气中一氧化碳和氢气的含量，这些都是高还原性气体，有利于还原气氛的实现；（3）通常还原气氛的控制是控制一氧化碳含量，即一氧化碳中碳的来源，其他燃烧利用方式是来自于天然气中的碳，而本技术方案则是利用循环烟气中二氧化碳中的碳，降低了一氧化碳带走的燃料中碳含量，提高了燃烧效率；（4）对于烟气中二氧化碳的捕集，现有技术中是利用气体分离，本技术方案巧妙的是利用烟气中水蒸气的冷凝分离，冷凝需要冷量，根据烟气中水蒸气含量决定的露点，依次采用空气、液氧和lng，进而回收了液氧和lng的冷量。
74.本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。