申请/专利权人：上海源晗能源技术有限公司;克拉玛依市先进能源技术创新有限公司

申请日：2021-12-03

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN114110574B

主分类号：F23C9/06

分类号：F23C9/06;F23L7/00;C01B32/50;C25B1/04;C25B9/65

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2022.04.15#著录事项变更;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明公开一种燃气锅炉绝氮燃烧及CO2捕集与利用工艺，所述工艺所需系统包括天然气供应装置、水电解制氢装置、氧气制备装置、氮气压缩机、碳基绝氮气体混合器、气体换热器、燃气锅炉、烟囱、烟气脱水装置、鼓风机、CO2回收装置和CO2压缩机。本发明在增产、节能和减排方面具有优良性能，可以降低吨蒸汽天然气单耗10％以上、提高产量10％以上、降低烟气排放量、实现NOx超低排放。

主权项：1.一种燃气锅炉绝氮燃烧及CO2捕集与利用工艺，其特征在于，所述工艺所需系统包括：天然气供应装置，用于供应天然气；水电解制氢装置，用于制备氢气和氧气；氧气制备装置，用于制备氧气和氮气；氮气压缩机，用于将氧气制备装置制备的氮气加压输送给下游氮气利用装置；碳基绝氮气体混合器，用于将水电解制氢装置制备的氧气、氧气制备装置制备的氧气和鼓风机输送的循环烟气混合，制得碳基绝氮气体；气体换热器，用于将天然气供应装置供应的天然气、水电解制氢装置制备的氢气、碳基绝氮气体混合器提供的碳基绝氮气体和循环烟气换热，以回收循环烟气的余热来加热天然气、氢气和碳基绝氮气体；燃气锅炉；烟囱，用于非正常工况下或烟气量过大时，燃气锅炉烟气放空；烟气脱水装置，用于将余热回收后的循环烟气脱水；鼓风机，用于将部分余热回收、脱水后的循环烟气加压输送至碳基绝氮气体混合器；CO2回收装置，用于将部分余热回收、脱水后的循环烟气净化脱氧，制得CO2产品；CO2压缩机，用于将CO2回收装置得到的CO2产品加压输送给下游CO2利用装置；燃气锅炉循环烟气出口和气体换热器连接，气体换热器循环烟气出口分别和烟囱、烟气脱水装置连接，烟气脱水装置分别和鼓风机、CO2回收装置连接；鼓风机和碳基绝氮气体混合器连接，鼓风机和碳基绝氮气体混合器连接管道上设有流量调节阀；水电解制氢装置氧气出口、氧气制备装置氧气出口和碳基绝氮气体混合器连接，水电解制氢装置氧气出口、氧气制备装置氧气出口和碳基绝氮气体混合器的连接管道上设有流量调节阀；碳基绝氮气体混合器和气体换热器连接，碳基绝氮气体混合器和气体换热器连接管道上设有流量检测仪、温度检测仪、压力检测仪、氧气纯度检测仪和流量调节阀，气体换热器碳基绝氮气体出口和燃气锅炉连接；水电解制氢装置氢气出口、天然气供应装置天然气出口和气体换热器连接，气体换热器氢气天然气出口和燃气锅炉连接；CO2回收装置CO2出口和CO2压缩机连接，CO2压缩机连至下游CO2利用装置，烟气脱水装置水出口和氧气制备装置连接；氧气制备装置氮气出口和氮气压缩机连接，氮气压缩机连至下游氮气利用装置；所述工艺包括如下步骤：1）、在初始阶段燃气锅炉利用空气助燃，待烟气产生后，利用循环烟气和氧气混合制取的碳基绝氮气体作为助燃剂，逐步替代空气助燃，经过一段时间的循环，碳基绝氮气体完全替代空气助燃，碳基绝氮气体助燃进入正常运行状态；2）、循环烟气从燃气锅炉出来引入气体换热器和燃气天然气及水电解制氢装置制备的氢气、助燃气碳基绝氮气体换热，将循环烟气的余热回收；余热回收后的循环烟气引入烟气脱水装置脱水；余热回收、脱水后的循环烟气部分引入鼓风机，由鼓风机加压后引入碳基绝氮气体混合器；氧气制备装置制备的氧气、水电解制氢装置制备的氧气引入碳基绝氮气体混合器；循环烟气和氧气于碳基绝氮气体混合器中混合均匀，得到碳基绝氮气体；碳基绝氮气体引入气体换热器被循环烟气的余热加热后送入燃气锅炉，用于助燃气；天然气及水电解制氢装置制备的氢气引入气体换热器被循环烟气的余热加热后送入燃气锅炉，用于燃气；3）、余热回收、脱水后的循环烟气其余部分引入CO2回收装置净化脱氧，得到CO2产品，利用CO2压缩机将CO2产品加压输送给下游CO2利用装置；氧气制备装置制备的氮气利用氮气压缩机加压输送给下游氮气利用装置。

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