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富氧燃燒高效低成本運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與示范

2023-05-08 11:14:48
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關(guān)鍵詞: 富氧燃燒
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所屬領(lǐng)域:
新能源與節(jié)能環(huán)保
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:

本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與其對(duì)應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟(jì)、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求,本成果重點(diǎn)圍繞兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題:

(1)基于氧/燃料雙向分級(jí)的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理;

(2)基于靜/動(dòng)態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù),組織共性技術(shù)研發(fā)和工程示范。

本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級(jí)燃燒、傳熱和污染物控制理論,開(kāi)發(fā)了常壓富氧燃燒的分級(jí)燃燒系統(tǒng),研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備,突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù),掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法,并提升富氧燃燒大型化設(shè)計(jì)能力。

其中,運(yùn)用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù),SO?/NOx/Hg脫除率分別達(dá)到99%,93%和98%;35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運(yùn)行168h,鍋爐燃燒效率90.68%,煙氣中CO?濃度71-82%,NOx濃度(等效空氣燃燒)110mg/Nm³。相比空氣工況,富氧工況下脫汞效率(以ESP前為基準(zhǔn))和ESP除塵效率進(jìn)一步提升。

圖1 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范裝置平面圖

圖2 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行

【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】

與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù),包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù),富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低,系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。

應(yīng)用范圍:

本項(xiàng)目的部分關(guān)鍵成果,已在電力行業(yè)和空分行業(yè)實(shí)現(xiàn)了單體或成套技術(shù)推廣應(yīng)用。如兼顧型富氧燃燒器已被合作企業(yè)東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司成功應(yīng)用于多個(gè)電廠的燃燒器改造項(xiàng)目;煙冷器技術(shù)已成功應(yīng)該用于多個(gè)低低溫余熱利用項(xiàng)目;四川空分設(shè)備(集團(tuán))有限責(zé)任公司將新型徑向流純化器應(yīng)用于常規(guī)深冷空分,近三年新增產(chǎn)值10.5億元;已將新型三塔空分成果投入市場(chǎng)。

項(xiàng)目階段:

本項(xiàng)目成果研究目前已完成35MWth富氧燃燒工業(yè)示范以及350MWe超臨界富氧燃燒鍋爐設(shè)計(jì)方案。

效益分析:

本成果主要包括35MWth富氧燃燒示范試驗(yàn),該裝置是當(dāng)前全球四套富氧燃燒示范裝置中唯一運(yùn)行的裝置,項(xiàng)目執(zhí)行期間一直國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注,國(guó)家能源、廣東能源、、江西電建、中石化、中國(guó)建材、吉利、哈爾濱鍋爐、中鋼武漢安環(huán)院等均來(lái)校或35MWth基地開(kāi)展技術(shù)交流。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在與多家發(fā)電企業(yè)合作,擬在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)化放大,致力于富氧燃燒技術(shù)在200-600MWe規(guī)模電廠上的應(yīng)用,致力于實(shí)現(xiàn)中國(guó)富氧燃燒CO?大規(guī)模減排及資源化利用,預(yù)估市場(chǎng)規(guī)模在百億級(jí)別。

此外,本成果不僅可應(yīng)用于火力發(fā)電廠,也可應(yīng)用于鋼鐵廠、水泥廠等大型CO?排放源的碳排放控制,實(shí)現(xiàn)高碳能源的低碳利用。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在與鋼鐵和建材行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)開(kāi)展合作,如武鋼、中鋼天澄、華新水泥等,將富氧燃燒碳捕集技術(shù)應(yīng)用于高爐低碳煉鐵工藝以及水泥窯爐的碳捕集。

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