加压循环流化床富氧燃烧中试研究

摘要

二氧化碳捕集和封存技术(CCUS)是减少温室气体排放,实现全球环境可持续发展的有效技术手段.加压富氧燃烧技术是一种低成本CCUS技术.循环流化床燃烧技术(CFB)是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术之一,加压循环流化床富氧燃烧耦合了加压富氧燃烧和循环流化床燃烧的诸多优点,具有很强的工业应用前景.但加压循环流化床富氧燃烧系统结构复杂,燃烧工况的切换和烟气再循环导致其在启动、控制、运行等方面面临巨大挑战.目前对于加压循环流化床富氧燃烧的研究大多处于理论建模、机理研究和小试试验阶段.为了更深入地探究加压循环流化床富氧燃烧的启动和运行方法,中国科学院工程热物理研究所在MW级加压循环流化床富氧燃烧中试试验平台上进行了中试研究,实现了加压富氧燃烧的稳定运行,获得了中试尺度加压富氧燃烧运行模式,以及启动和运行过程中温度、压力、给煤量和风量的变化曲线.加压富氧燃烧工况运行中整体O2体积分数为29％,压力为0.30 MPa,功率为0.84 MW,尾部烟气中CO2体积分数达91％,可较好地实现CO2产品的捕集和压缩纯化.中试尺度加压富氧燃烧启动和运行的主要流程为:启动阶段—常压O2/N2燃烧阶段—常压富氧燃烧—加压富氧燃烧阶段,各阶段切换平稳.