1、CO2捕集與封存技術,CO2捕集：燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧燃燒捕集,CO2封存： 轉化為無機碳酸鹽、工業(yè)應用、注入海洋深處、 注入地下巖層,燃燒后捕集,吸收分離法,吸附分離法,膜法,低溫蒸餾法,化學鏈燃燒法,富氧燃燒法,第二章 CO2吸收分離技術,吸收分離法：國際上采用的主要方法之一,CO2吸收分離法特點： 設備投入成本低、 分離效果好、 運行穩(wěn)定、 技術相對成熟,已經在化工、食品行業(yè)得到廣泛應用,第二章 CO2吸收分離技術,2.1 CO2吸收分離原理,CO2吸收分離法： CO2在溶液中的溶解度與混合氣中 其他組分的溶解度不同。,CO2吸收分離法,物理吸收法,化學吸收法,物理-化學吸收法,

2、不循環(huán) （吸收劑不再生）,循環(huán) （吸收劑循環(huán)使用）,2.1.1 CO2物理吸收分離原理,特征：CO2、液體溶劑不發(fā)生化學反應。 常用吸收劑： 水、有機溶劑（不反應的非電解質）、有機溶劑水溶液。 特點：1、適用CO2分壓高、凈化要求不高的情況。 2、再生不需加熱，降壓、氣提。 3、工藝簡單，操作壓力高，CO2回收率低。 4、氣體一般需預處理（煙氣脫硫脫硝）。,2.1.2 CO2化學吸收分離原理,原理：氣體與吸收劑活性組分反應，升溫分 解釋放起始組分。 氣體溶解度影響因素： 物理溶解度、化學反應平衡常數、化學反應當量比 吸收劑再生：升溫，不是降壓。,2.2 CO2化學吸收分離關鍵技術,化學吸收法：

3、氣液反應脫除氣相中易溶于吸收液的方法。 實質：堿性吸收劑與混合氣中CO2發(fā)生化學反應，形成不穩(wěn)定的鹽，一定條件逆向分解釋放CO2再生，從而達到目的。 特點：低溫吸收CO2，富液高溫釋放，吸收劑再生。,工藝配置：不循環(huán)工藝、循環(huán)工藝。（吸收劑是否循環(huán)） 不循環(huán)：工藝配置簡單，凈化能量消耗小，吸收劑消耗費用增加，廢液吸收劑處理困難。 循環(huán)：吸收劑消耗少，能耗高，工藝配置復雜。（采用較多） 典型CO2化學吸收分離五大系統(tǒng)： 吸收裝置、解吸裝置、能量交換裝置、系統(tǒng)動力裝置、系統(tǒng)輔助裝置。,2.2.1吸收劑優(yōu)化選擇,1.溶劑吸收容量（溶解度、與溫度壓力關系） 2.溶劑選擇性 3.飽和蒸汽壓力（不應太大，

4、以免溶劑損耗，溶劑沸點要高） 4.沸點（高于150） 5.凝固點（較低） 6.密度（影響較低，選用密度較低的吸收劑） 7.黏度（影響傳質傳熱，選用黏度小的吸收劑） 8.熱化學穩(wěn)定性 腐蝕性、環(huán)境影響、毒性等等。,電廠煙氣特征：煙氣分壓低、流量大、處理前后壓降要求高。 目前電廠常用吸收劑：一乙醇胺（MEA） 缺點：再生能耗大、易與雜質氣體反應、高溫腐蝕、黏度偏大、價格偏高。 新吸收劑研究方向： 1.氨水: 效率優(yōu)于MEA，價格優(yōu)勢；易揮發(fā)，再生分離困難，易二次污染。 2.離子液體：新型熔融鹽，高CO2吸收負荷，再生簡單；黏度高，易分解產生毒性。 3.混合胺：一二級醇胺CO2反應效率高，三級醇胺C

5、O2吸收負荷高。,傳統(tǒng)化學吸收法反應設備：填料塔。 優(yōu)點：技術成熟，強有力的市場應用。 缺點：混合、傳質速率低，塔設備尺寸巨大，氣液直接接觸導致吸收劑夾帶、溝流、鼓泡等。 降低尺寸和投資的關鍵： 1.反應設備傳質強化（填料革新、應用新吸收設備） 2.解決氣液接觸操作問題 新設備：中空纖維膜反應器、超重力旋轉反應器,2.2.2反應設備傳質強化技術,2.2.3高效低能耗富液再生技術,傳統(tǒng)化學吸收法再生工藝：能耗高 美國Praxair：抗氧化吸收工藝 美國DOE/NETL：CO2壓縮熱回收利用工藝 Jassim：變壓再生、再生氣體分級壓縮 Teramoto：毛細管式超濾膜 Bhaumik：減壓工藝。

6、,1.碳酸鉀法 CO2+K2CO3+2H2O=2KHCO3 適用于合成氨工藝氣、天然氣和粗氫氣回收CO2 活化熱碳酸鉀法：提高吸收溫度、壓力，同一溫度下降壓解吸 反應速率提高，需加入活性劑提高吸收、解吸速率并減輕腐蝕。 2.Solfinol法 物理-化學法，低壓：有機胺與CO2反應，高壓：CO2物理溶解。缺點：溶劑易降解，價格高 3.醇胺法 分子含羥基（可使蒸汽壓降低增加水溶性）、胺基（使水溶液顯堿性）與CO2反應機理相當復雜。吸收能力決定于其堿性強弱。,2.2.4典型化學吸收技術,2.3 CO2化學吸收分離工藝設計,2.3.1 收集基礎資料，明確設計目標 （1）基礎資料收集：空間、位置、溫度

7、、壓力； （2）明確任務：氣體處理量、分離要求、操作溫度、操作壓力、物料腐蝕等。 2.3.2 吸收劑種類、濃度選擇 （1）吸收劑選擇：被處理氣體的壓力、溫度、組成、凈化要求、吸 收劑物性、 價格；工藝要求：高CO2反應速率、高CO2負荷，易再生、價廉、無毒無腐蝕等等。 （2）吸收劑濃度：根據腐蝕性和操作經驗，一般20%-30%。,2.3.3 物料平衡計算 （1）氣液平衡關系； （2）操作線方程以及最小液氣比 （3）解吸過程的最小液氣比 2.3.4 填料吸收塔和解析塔設計 （1）填料選擇。 （2）塔徑計算 （3）塔高計算,第三章CO2吸附分離技術,目 錄,3.1吸附分離原理,吸附分離：基于氣體、

8、液體與吸附劑活性點之間的分子間引力來實現。 吸附過程中，流動的氣體或液體中的一個或多個組分被吸附劑固體表面吸附，實現組分分離。（通常固定床） 加熱或其它方式解吸再生，循環(huán)使用。,3.1吸附分離原理,PSA-變壓吸附 吸附工藝 TSA-變溫吸附 PSTA-變壓變溫吸附,合成氨、制氫、天然氣凈化過程含有吸附脫除CO2工藝,電廠煙氣特點：氣體流量大，CO2分壓低，出口溫度高， 含大量雜質氣體。,新技術、新工藝應用與煙氣脫除CO2,3.1.1吸附機理,吸附過程：固體、液體表面吸引其他物質的分子、原子或離子富集在其表面的過程。（吸附劑、吸附質） 吸附過程中：吸附與解吸同時進行，兩者速度相等時，達到吸附平

9、衡。 兩相充分接觸，吸附質在兩相中達到平衡-靜態(tài)熱力學平衡。 流動體系中，兩相相對運動，吸附質在兩相中達到平衡-動態(tài)熱力學平衡。,3.1.1吸附機理,吸附熱力學：吸附過程所能達到的程度。-溫度變化曲線 吸附動力學：吸附過程的速度問題。-時間變化曲線 吸附過程：吸熱？放熱？H= G+ TS,氣體分子從氣相吸附于固相：自發(fā)過程,G0,分子自由擴散轉為界面吸附：自由度降低,S0,H0 放熱反應,3.1.2吸附熱力學,吸附等溫線類型及其形貌特征,1.Langmuir方程（）2.BET方程（、）3.Kelvin方程（、）,吸附等溫線反映吸附劑表面性質、孔分布、吸附劑質之間的相互作用,一、單分子層吸附理論

10、 Langmuir方程 1.基本觀點： 固體表面存在未飽和的原子力場，當氣體與之接觸時就會被吸附在固體表面，一旦表面上覆蓋滿一層氣體分子，這種力場就得到了飽和，吸附就不再發(fā)生，因此，吸附是單分子層的。 2. Langmuir方程建立的3個假設： 開放表面，均一表面 定位吸附 針對交換吸附 每一個吸附位只容納一個吸附質分子,3.推導過程： 吸附速度與氣體壓力成正比，也與未吸附氣體分子的空著的表面成正比，因此吸附速度Ra為：,(1),脫附速度與被吸附分子所覆蓋的表面積的百分數成正比，也與被吸附的分子中具備脫離表面能量的分子所占的百分數成正比：,(2),其中，E即為脫離表面所需的最低能量，對于物理吸

11、附來說，就等于吸附熱。 令（1）式（2）式得到Langmuir方程：,(3),其中，,令,則,(4),(5),如果以 作圖，即可求得,4.應用與局限 在臨界溫度以下的物理吸附中，多分子層吸附遠比單分子層吸附普遍。 可以通過對Langmuir方程的一些修正，將其用于超臨界吸附 由于Langmuir方程是建立在均勻表面假設上的，而真實表面都是不均勻的，因此在實際使用中常常要對表面的不均一性進行修正。,二. 多分子層吸附理論 BET方程 1.基本觀點： BET理論認為，物理吸附是由Van der Waals力引起的，由于氣體分子之間同樣存在Van der Waals力，因此氣體分子也可以吸附在已經被

12、吸附的分子之上，形成多分子層吸附。 2.BET方程建立的幾個假設： 與Langmuir方程相同的假設 第一層的吸附熱是常數，第二層以后各層的吸附熱都相等并等同于凝聚熱 吸附是無限層,0 1 2 3,(6),(7),(8),3. 方程的推導,氣體分子在第零層上吸附形成第一層的速度 等于第一層脫附形成第零層的速度：,(9),其中，,，,對(9)式進行數學處理，即得,(10),如果以 作圖，即可求得 ， 如果已知吸附分子的大小，即可求出比表面積。,BET方程,BET方程的線形形式,(11),4. BET方程對型和型等溫線的解釋 臨界溫度以下氣體分子在開放的固體表面發(fā)生吸附時，往往呈型和型等溫線，其中

13、型等溫線比較常見。型和型等溫線在形狀上有所不同，區(qū)別在于C值的不同。當C值由大變小，等溫線就逐漸由型過渡到型。,當C1時，即E1EL時，也就是固體表面對被吸附分子的作用力大于被吸附分子之間的作用力，即第一層吸附比以后各層的吸附強烈很多，這時候，第一層接近飽和以后第二層才開始，于是，等溫線在 較低區(qū)出現一個比較明顯的拐點（B點）。然后，隨著 的增加，開始發(fā)生多分子層吸附，隨著吸附層數的增加，吸附量逐漸增加，直到吸附的壓力達到氣體的飽和蒸汽壓，發(fā)生液化，這時，吸附量在壓力不變的情況下垂直上升。這就是型等溫線。,當C較小時，即ELEl時，也就是固體表面與被吸附分子之間的作用力比較弱，而被吸附的分子之

14、間作用力比較強，這時通常得到的是型等溫線。第類等溫線不是很常見，最具代表性的是水蒸汽在炭黑表面的吸附，因為水分子之間能夠形成很強的氫鍵，表面一旦吸附了部分水分子，第二層、第三層等就很容易形成。與型等溫線不同的是：由于被吸附分子之間很強的作用力，往往單分子層吸附還沒有完成，多分子層吸附已經開始。,研究表明(Jones，1951)：C2是臨界點。,6. BET方程的局限性 關于表面均一性的假設。 與Langmuir方程相同，BET模型也認為吸附是定位的，這與第二層以后是液體的假設相矛盾。 認為同層中的被吸附分子只受固體表面或下面已經被吸附的分子的吸引，同層中的相鄰分子之間沒有作用力，也是不真實的,

15、三.毛細孔凝聚理論 Kelvin方程 1.方程的推導 液體在毛細管內會形成彎曲液面，彎曲液面的附加壓力可以用Laplace方程表示,(12),如果要描述一個曲面，一般用兩個曲率半徑,因此， 應為平均曲率半徑，表示為： 球形曲面： 圓柱形曲面： ，,設一單組分體系，處于氣（ ）液（ ）兩相平衡中。此時，氣液兩相的化學勢相等：,如果給其一個微小的波動，使得體系在等溫條件下， 從一個平衡態(tài)變化至另一個平衡態(tài)。,則根據（12）式有：,(13),(14),將（13）式帶入上式得到：,因此，（14）式可以寫做：,(15),Kelvin方程：,2.關于Kelvin方程的幾點說明： Kelvin方程給出了發(fā)生

16、毛細孔凝聚現象時孔尺寸與相對壓力之間的定量關系。也就是說，對于具有一定尺寸的孔，只有當相對壓力 達到與之相應的某一特定值時，毛細孔凝聚現象才開始。而且孔越大發(fā)生凝聚所需的壓力越大，當 時， ，表明當大平面上發(fā)生凝聚時，壓力等于飽和蒸汽壓。 在發(fā)生毛細孔凝聚之前，孔壁上已經發(fā)生多分子層吸附，也就是說毛細凝聚是發(fā)生在吸附膜之上的，在發(fā)生毛細孔凝聚過程中，多分子層吸附還在繼續(xù)進行。研究問題時，我們經常將毛細凝聚和多分子層分開討論，這只是處理問題的一個簡化手段，但并不代表這兩個過程是完全分開的。,(16),關于Kelvin半徑,(17),稱為Klevin半徑，在實際應用時，為了簡化問題，通常取 ,此時

17、,適用范圍：Kelvin方程是從熱力學公式中推導出來的，對于具有分子尺度孔徑的孔并不適用（不適于微孔）。對于大孔來說，由于孔徑較大，發(fā)生毛細孔凝聚時的壓力十分接近飽和蒸汽壓，在實驗中很難測出。因此，Kelvin方程在處理中孔凝聚時是最有效的。,3.Kelvin方程對和型 等溫線的解釋：,臨界溫度以下，氣體在中孔吸附劑上發(fā)生吸附時，首先形成單分子吸附層，對應圖中的AB段，當單分子層吸附接近飽和時（達到B點），開始發(fā)生多分子層的吸附，從A點到C點，由于只發(fā)生了多分子層吸附，都可以用BET方程描述。當相對壓力達到與發(fā)生毛細凝聚的Kelvin半徑所對應的某一特定值，開始發(fā)生毛細孔凝聚。如果吸附劑的孔分

18、布比較窄（中孔的大小比較均一），CD段就會比較陡，如果孔分布比較寬，吸附量隨相對壓力的變化就比較緩慢如CD段。當孔全部被填滿時，吸附達到飽和，為DE段。對于和型等溫線的區(qū)別，可以參考和型等溫線。當吸附劑與吸附質之間的作用比較弱時，就會出現型等溫線。,3.1.3 吸附動力學,1、傳質（物質濃度不均引起的質量轉移） 發(fā)生在流體之間，固體之間不發(fā)生 2、傳熱（傳導、對流、熱輻射） 傳導：固體之間，一個分子向另一個分子傳遞震動能 對流：氣體、液體通過循環(huán)流動，使溫度趨于平均 熱輻射：通過電磁波向外發(fā)散熱量 3、吸附熱（吸附過程產生的熱效應） 反映吸附劑表面性質，吸附力的大小，吸附機理等等,4、物理吸附

19、和化學吸附 物理吸附：范德華分子相互作用力為主； 化學吸附：固體氣體間電子轉移、吸附質分子分裂成原子和游離基。 兩者區(qū)別： （1）物理吸附熱小：幾十；化學吸附熱大：幾百 （2）物理吸附需一定溫度和壓力，類似凝聚，一般不需活化能，化學吸附是氣體在固體表面形成化學鍵發(fā)生化學反應，需要一定的化學能 （3）物理吸附可以多層吸附，選擇性低；化學吸附僅為單層吸附，有一定的選擇性。,3.1.4吸附分離基本原理,吸附分離機制： 1、立體效應：只允許小于孔道大小的氣體分子進入孔道內被吸附 2、動力效應：吸附速率大的快速吸附，反之吸附慢 3、平衡效應：吸附量小的先達到飽和,吸附工藝主要原理： 1、利用吸附劑對各成

20、分氣體選擇性不同來分離混合氣體； 2、利用吸附劑對混合氣體中各組分吸附速率的不同來分離氣體,吸附分離機制 吸附分離工藝,吸附分離基本原理,變溫吸附： 在相同的壓力下，氣體的吸附量隨溫度的變化（低溫吸附、高溫脫附） 來分離氣體混合物 變電吸附：升溫方式采用微功能電路,變壓吸附： 利用在不同分壓下吸附劑對吸附質有著不同的吸附速度、吸附容量和吸附力，并且在一定壓力下能選擇性地吸附被分離的混合氣體的各組分的特性，通過加壓除去原料氣中的需分離組分，減壓后脫附這些組分使吸收劑再生。,吸附分離基本原理,CO2吸附劑評價標準： 1、對CO2具有優(yōu)良的選擇性 2、高吸附容量 3、持續(xù)耐久的活性，易再生 4、良好

21、的機械強度和熱穩(wěn)定性 5、吸附、脫附速度快 6、價格便宜,CO2吸附劑種類： 活性炭、沸石分子篩-物理吸附劑，缺點：受水影響大，能耗大。 金屬氧化物、水滑石類化合物-化學吸附劑,第四章CO2膜分離、膜吸收技術,目 錄,CO2膜分離工藝設計,3,4.1 CO2膜分離原理,膜的概念 膜：兩相之間的一個不連續(xù)區(qū)間。 特征：（1）充當兩相界面； （2）具有選擇透過性。 物質選擇透過膜的能力： （1）借助外界能量，低位到高位 （2）化學位差為推動力，高位到低位,膜的發(fā)展： （全球）,4.1 CO2膜分離原理,4.1 CO2膜分離原理,始于18世紀：水自發(fā)透過豬膀胱滲透,20世紀：電滲透、微孔膜、超濾、反

22、滲透,20世紀80年代：用于氣體分離,膜的發(fā)展： （我國）,始于1958年：離子交換膜,20世紀70年代：超濾、反滲透、電滲析,20世紀80年代：發(fā)展液體分離膜、 開發(fā)氣體膜分離,氣體膜分離：氣體膜滲透過程。 氣體膜滲透：膜與原料氣接觸，在膜兩側壓力差驅動下，氣體分子透過膜的現象。 氣體膜分離原理：由于不同氣體分子透過膜的滲透速率差異，速率快的在滲透側富集，慢的在原料側富集。 1831年，首次揭示了氣體膜分離的可能性。（J.V.） 1866年，將空氣中氧濃度由21%提高到41%，提出了溶解-擴散機理；得到結論：膜厚度增加，氣體滲透速率增加，但選擇性不變。（T.C.）,4.1 CO2膜分離原理,

23、膜結構不同 滲透情況、滲透機理不同 氣體通過膜的流動：（1）通過多孔膜流動 （2）通過非多孔膜流動,4.1 CO2膜分離原理,4.1 CO2膜分離原理,CO2膜分離原理：各組分在壓力推動下，透過膜的傳遞速率不同，達到分離的目的。（圖4-1）,多孔膜分離機理：利用不同氣體通過膜孔的速率差來 實現，不同氣體在膜兩側富集并分離。 分離性能與氣體種類、膜孔徑相關。,多孔膜傳遞機理：分子流、黏性流、表面擴散流等等。,1.分子流,氣體分子受分子平均自由程和孔徑影響，分子與孔壁作用支配,4.1 CO2膜分離原理,2.黏性流,氣體分子流動受分子間碰撞作用支配,3.表面擴散流,膜孔壁吸附分子因吸附產生濃度梯度而

24、在表面擴散，被吸附組分擴散較快，引起滲透速率差異，達到分離目的。 溫度越低、孔徑越小，表面擴散越明顯。,4.1 CO2膜分離原理,4.毛細管凝聚機理,凝聚性氣體在孔內產生毛細管凝聚，阻礙非冷凝氣體滲透，凝聚性氣體組分流出孔后蒸發(fā)，達到分離目的。,5.分子篩篩分機理,比較理想的分離歷程 膜孔徑介于不同分子直徑之間，直徑小的分子可以通過膜孔，大的被擋住，具有篩分效果，實現氣體分離。,4.1 CO2膜分離原理,非多孔膜傳遞機理：溶解-擴散機理、雙吸附-雙遷移機理,溶解-擴散機理為主，四部組成。,各種滲透系數與膜材料性質、氣體性質 以及氣體溫度、壓力、濃度等有關。,處理大量含CO2廢氣時： 要求高選擇

25、性、高滲透率、膜壽命、保養(yǎng)以及成本等。 高效的膜分離材料品種缺乏，正在不斷研究發(fā)展 膜材料、膜組件及優(yōu)化、膜技術 膜分離技術核心：膜材料 膜材料：高分子材料、無機材料。,4.2 CO2膜分離材料,高分子材料：,4.2 CO2膜分離材料,1、聚砜,機械性能優(yōu)良，耐熱性好，耐微生物降解，價廉易得； 聚砜膜：膜薄，孔隙率高，微孔規(guī)則,2、聚酰亞胺,良好的強度，化學穩(wěn)定性，耐高溫，透氣選擇性好 膜：CO2透過性差，（化學改性、合成新PI）,3、有機硅膜材料,耐熱、不易燃、無機和有機結構、熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性 膜：透過性好、分子間作用力弱，擴散速率快,高分子材料：,4.2 CO2膜分離材料,4、含氟聚乙

26、胺,氣體滲透性差，氣體擴散選擇性強,金屬、金屬氧化物、陶瓷、分子篩 在耐高溫、耐腐蝕方面優(yōu)勢明顯；缺點是氣體選擇性差,無機材料：,混合膜材料：,高分化合物為分離層；無機膜為支撐層,氣體分離膜材料評價：,4.2 CO2膜分離材料,1.溶解度系數：表示聚合物對氣體的溶解能力,高沸點、易液化的氣體易在膜中溶解,氣體透過不同膜：取決于氣體在膜中的擴散系數 膜對不同氣體透過時：取決于氣體對膜的溶解系數,2.滲透系數：表示氣體通過膜的難易程度,3.擴散系數：表示分子運動在膜中的傳遞能力,跟分子直徑有關，隨分子增大而減少,氣體分離膜材料評價：,4.2 CO2膜分離材料,4.分離系數：表示膜的分離選擇性能,高

27、沸點、易液化的氣體易在膜中溶解,膜分離器：,4.3 CO2膜分離工藝設計,1.平板式,制造方便、裝填密度低,介于平板跟中空纖維式之間,2.螺旋卷式 (圖4-4),3.中空纖維式 （圖4-5）,裝填密度很高，無需支撐體，氣體通過時壓力很大,第五章富氧燃燒技術,目 錄,富氧燃燒技術的基本原理與類型,1,煤粉鍋爐富氧燃燒技術,3,循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒技術,4,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,富氧燃燒技術背景,富氧燃燒技術的提出-O2/CO2煙氣再循環(huán)技術 以燃煤電站捕集CO2為目標-20世紀80年代 較高純度氧氣代替燃燒空氣 部分煙氣再循環(huán) CO2濃度達90%以上，煙氣可直接冷卻壓縮,CO2集

28、中排放源：火力發(fā)電鍋爐,常規(guī)空氣燃燒鍋爐CO2濃度為15%左右,CO2濃度低，分離成本高,4.1 CO2膜分離原理,富氧燃燒技術基本原理,O2/CO2燃燒方式原理示意圖,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,富氧燃燒技術特點,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,4.1 CO2膜分離原理,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,富氧燃燒技術主要類型按燃燒裝置分 （1）煤粉鍋爐富氧燃燒技術 氧氣純度90%以上，再循環(huán)煙氣比例70%左右，煙氣中CO2含量90%以上。 （2）循環(huán)流化床鍋爐富氧燃燒技術

29、 氧氣純度95%以上，煙氣中CO2含量90%以上。 （3）增壓富氧流化床燃燒鍋爐技術 煙氣測壓力6-7MPa，氧氣純度95%以上，煙氣中CO2含量90%以上 （4）氧氣與空氣混燃的富氧燃燒技術 氧氣含量40%左右，無煙氣再循環(huán)，煙氣中CO2含量40%左右,富氧燃燒技術主要類型按實施對象分,（1）對現役鍋爐改造,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,（2）新設計鍋爐設備,按空氣燃燒設計運行的鍋爐進行富氧燃燒技術改造，對鍋爐設備及蒸汽循環(huán)系統(tǒng)影響不大，電耗增加。,改進燃燒，優(yōu)化輻射，受熱面布置，提高受熱面高溫性能，優(yōu)化鍋爐設計,5.1 富氧燃燒技術基本原理與類型,富氧燃燒技術經濟性分析,一方面：部分

30、煙氣循環(huán)，排煙體積減小，排煙損失減小，鍋爐效率提高。,另一方面：空氣分離制氧、CO2壓縮需要消耗大量電能。,整體燃煤發(fā)電機組經濟性下降。,舉例分析：圖5-2,5.2 空氣分離制氧技術,5.2 空氣分離制氧技術,富氧制備方法,5.2 空氣分離制氧技術,5.2 空氣分離制氧技術,5.2 空氣分離制氧技術,5.2 空氣分離制氧技術,5.3 煤粉鍋爐富氧燃燒技術,系統(tǒng)介紹,空氣分離制備氧氣、再循環(huán)煙氣、煤粉一起進入爐膛 燃燒、輻射換熱、對流換熱 除塵、煙氣循環(huán)（70%）、濃度90%的CO2凈化壓縮,5.3 煤粉鍋爐富氧燃燒技術,煤粉在O2/CO2氣氛下的燃燒特性,5.3 煤粉鍋爐富氧燃燒技術,煤粉在O2/CO2氣氛下的污染物排放特性,1、SO2與SO3的生成與排放特性,空氣氣氛燃燒時：80%多的燃料硫轉化為SO2，未轉化部分歸功于灰分中堿性氧化物的固硫作用，4%左右SO2會轉化為為SO3。,O2/CO2氣氛下燃燒時，SO2生成量有所降低，但是SO3生成量增加，原因可能是局部氧氣濃度過高，增加了SO2的氧化比例。,由于煙氣再循環(huán)，排煙量為空氣燃燒時的1/3，排煙中的SO2濃度卻增加了，約為空氣燃燒時的3倍，酸蒸汽凝結溫度提高，鍋爐尾部低溫受熱面腐蝕問題更