一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，属于碳减排技术领域，包括循环流化床锅炉系统和塔式太阳能集热器系统，CaO粉储仓与尾部烟道连通向其供给CaO，碳酸化反应器与尾部烟道连通并设于CaO粉储仓位置下游供CaO和烟气中CO2在其内反应，设于碳酸化反应器下游的除尘器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3，CaCO3储罐与集热煅烧容器连通向其输送CaCO3，集热煅烧容器与CaO粉储仓连通向其输送CaO。本实用新型专利技术可提高循环流化床锅炉的热效率，高品位储存和利用清洁能源太阳能，捕集流化床锅炉尾部烟气里的CO2，实现节能减排目的。

A coupled tower type solar collector system for circulating fluidized bed boiler

The utility model discloses a coupling tower type solar collector system of circulating fluidized bed boiler, which belongs to the field of carbon emission reduction technology, including a circulating fluidized bed boiler system and a tower type solar collector system. The CaO powder storage barn is connected to the tail flue to provide CaO, the carbonation reactor is connected with the tail flue and is located in the CaO powder reservoir. The position of the warehouse is downstream for CaO and CO2 in the flue gas. The deduster in the downstream of the carbonated reactor is connected with the CaCO3 storage tank to transport CaCO3, and the CaCO3 storage tank and the calcining container are connected to it to transport CaCO3, and the calcined calcined container is connected with the CaO powder storage storage to transport CaO to it. The utility model can improve the thermal efficiency of the circulating fluidized bed boiler, store and use the clean energy solar energy for high grade, capture the CO2 in the flue gas of the fluidized bed boiler tail, and achieve the purpose of energy saving and emission reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统
本技术属于碳减排
，尤其涉及一种基于钙基碳捕集的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统。
技术介绍
我国是世界上最大的二氧化碳排放国，在《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确提出2017年启动全国碳排放权交易市场，届时，无论是出于国内市场形势还是对自身利益的考量，煤电企业都将面临严峻的碳排放成本考验。据2013年统计资料显示，在全国8.9亿千瓦火电总装机容量中，CFB机组装机容量已达1.2亿千瓦以上，占火电总装机容量的13.5％。因此，如果对循环流化床锅炉采取碳捕集技术，将大大提升我国二氧化碳减排效果。太阳能作为一种清洁能源，在我国总量丰富，理论储量相当于17000亿吨标准煤，约为数万个三峡工程发电量的总和，因而充分利用太阳能，可以为我国的能源行业做出巨大贡献。但太阳能热发电技术也面临很多问题，尤为重要的就是太阳能热发电系统的储热子系统的储热问题和能量转移问题。有科研工作者提出了一种新型联合系统——太阳能辅助燃煤发电系统，该系统是将太阳能与常规燃煤火电系统藕合，用以替代部分燃煤消耗，在减小燃料消耗的同时不改变或增加发电量。这种方法减少了燃煤消耗，节约能源并且可以在一定程度上减少CO2排放。
技术实现思路
本技术的目的在于：提出一种基于钙基碳捕集的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统专利技术，其主要特点在于，该系统通过钙基循环利用将循环流化床锅炉和塔式太阳能集热器系统耦合，可提高循环流化床锅炉的热效率，高品位储存和利用清洁能源太阳能，捕集流化床锅炉尾部烟气里的CO2，实现节能减排目的。本技术的目的通过下述技术方案来实现：一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，包括循环流化床锅炉系统和塔式太阳能集热器系统，循环流化床锅炉系统具有尾部烟道和除尘器，塔式太阳能集热器系统通过反射镜反射太阳光聚焦集热，还包括与尾部烟道连通的CaO粉储仓、碳酸化反应器，吸收反射镜聚焦集热的集热煅烧容器，以及CaCO3储罐，CaO粉储仓与尾部烟道连通向其供给CaO，碳酸化反应器与尾部烟道连通并设于CaO粉储仓位置下游供CaO和烟气中CO2在其内反应，设于碳酸化反应器下游的除尘器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3，CaCO3储罐与集热煅烧容器连通向其输送CaCO3，集热煅烧容器与CaO粉储仓连通向其输送CaO。本专利技术是采用钙基化学循环实现循环流化床锅炉和塔式太阳能集热器耦合，利用CaCO3吸收塔式太阳能集热器收集的太阳能并分解，高品位储存在CaO中，然后将CaO转移到流化床锅炉尾部烟道，在烟道温度合适空间里设置CaO和CO2的碳酸化反应器，吸收烟气里的CO2，合成CaCO3释放热量，热量被受热面吸收，提高流化床锅炉热效率，实现节能；同时，CaO吸收CO2后转化为CaCO3一部分经过气固分离器分离，一部分进入尾部除尘器，最终CaCO3送入塔式太阳能集热器吸热分解，产生较高纯度的CO2，最后通过降温加压补集产生的CO2，实现碳减排。本专利技术系统简单，实现相对容易，具有较强的实用性。作为选择，尾部烟道的尾部竖井部分分隔成上下两部分，其上部分通过旁路依次经CaO粉储仓、碳酸化反应器后与下部分连通。该方案中，通过旁路从尾部烟道引出烟气与CaO粉储仓提供的CaO在碳酸化反应器内进行CO2吸收反应。作为进一步选择，在旁路内的CaO粉储仓上游设有第一气固分离器。该方案中，通过第一气固分离器对烟道内烟气的分离处理，减少粉尘对CaO的污染。作为另一进一步选择，在旁路内的碳酸化反应器下游设有第二气固分离器，第二气固分离器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3。该方案中，第二气固分离器的粉尘分离功能，可分离出部分CaCO3送入CaCO3储罐储存，以消除CaCO3对尾部烟道换热效率和磨损的影响。作为另一进一步选择，CaO粉储仓和碳酸化反应器之间设有CaO粉均分器。该方案中，CaO粉均分器用于将CaO粉末均匀分布到整个烟道里。CaO粉末为喷入流化床内加以利用，CaO粉均分器优选为固体撞击式均分器。作为另一进一步选择，尾部竖井内的过热器分为两级过热器的一级过热器和二级过热器，尾部竖井的上部分内设有二级过热器，下部分内设有一级过热器，两级过热器之间布置碳酸化反应器。该方案中，将过热器分为两级过热器，即一级过热器和二级过热器，并在两级过热器之间布置碳酸化反应器，控制烟气温度为650℃——750℃。作为选择，还包括换热加压装置、第三气固分离器和CO2储罐，集热煅烧容器的气体出口与换热加压装置的气体入口连通，换热加压装置的气体出口经第三气固分离器和CO2储罐连通。该方案中，集热煅烧容器后的含尘CO2气体经过换热加压装置降温加压后，再经过分离器净化为纯气体，储存在CO2储罐中。作为选择，循环流化床锅炉系统具有还具有石灰石仓，石灰石仓与循环流化床锅炉系统炉膛连通向其供给石灰石，CaO粉储仓与石灰石仓连通向其输送CaO。作为选择，还包括碳酸钙补充灌，碳酸钙补充灌与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3。作为选择，还包括固体双向流动换热装置，CaCO3储罐通过固体双向流动换热装置向集热煅烧容器输送CaCO3，集热煅烧容器通过固体双向流动换热装置向CaO粉储仓输送CaO，CaO粉末和CaCO3颗粒通过固体双向流动换热装置换热。该方案中，CaO粉末从集热煅烧容器经过固体双向流动换热装置降温后送入CaO粉储仓存储；在白天塔式太阳能集热器可工作的时间段，将CaCO3储罐中存储的CaCO3通过固体双向流动换热装置吸收高温CaO的热量升温后送入集热煅烧容器进行分解反应。CaO粉末和CaCO3颗粒通过固体双向流动换热装置换热，可有效利用高温CaO所携带的热量，减少热量损失。前述本技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本技术可采用并要求保护的方案；并且本技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本技术的有益效果：1、本系统将塔式太阳能集热器与流化床锅炉系统通过钙基转换系统相耦合发电，利用CaCO3和CaO的化学转换高品位储存热量可实现太阳能的高品位储存，得到较高的热转化效率，同时可捕集流化床锅炉尾部烟气中的CO2，降低碳排放，在碳排放权交易市场取得优势。该系统将太阳能利用和CO2捕集综合为一体，可实现节能减排的目的。2、CaO是一种较为廉价的化工产品，利用CaO作为储能物质，可在储存高品位太阳能工业中降低成本。3、本系统利用太阳能产生的热量来取代部分燃煤产生的热量，可以高效的利用太阳能，节约燃煤量，减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益。4、系统简单，对流化床锅炉的改造相对较小，是实现碳减排技术中相对比较容易的方式。5、系统设计时，可考虑太阳能集热器与循环流化床锅炉的热量匹配关系，将高温CaO在储罐里可长期储存，实现即需即取。6、碳酸化反应器的末端的第二气固分离器具有粉尘分离功能，可分离出部分CaCO3送入CaCO3储罐储存，以消除CaCO3对尾部烟道换热效率的影响，如果工程实践中对换热效率影响较小，则可不用碳酸化反应器的分离功能。7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，包括循环流化床锅炉系统和塔式太阳能集热器系统，循环流化床锅炉系统具有尾部烟道和除尘器，塔式太阳能集热器系统通过反射镜反射太阳光聚焦集热，其特征在于：还包括与尾部烟道连通的CaO粉储仓、碳酸化反应器，吸收反射镜聚焦集热的集热煅烧容器，以及CaCO3储罐，CaO粉储仓与尾部烟道连通向其供给CaO，碳酸化反应器与尾部烟道连通并设于CaO粉储仓位置下游供CaO和烟气中CO2在其内反应，设于碳酸化反应器下游的除尘器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3，CaCO3储罐与集热煅烧容器连通向其输送CaCO3，集热煅烧容器与CaO粉储仓连通向其输送CaO。

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，包括循环流化床锅炉系统和塔式太阳能集热器系统，循环流化床锅炉系统具有尾部烟道和除尘器，塔式太阳能集热器系统通过反射镜反射太阳光聚焦集热，其特征在于：还包括与尾部烟道连通的CaO粉储仓、碳酸化反应器，吸收反射镜聚焦集热的集热煅烧容器，以及CaCO3储罐，CaO粉储仓与尾部烟道连通向其供给CaO，碳酸化反应器与尾部烟道连通并设于CaO粉储仓位置下游供CaO和烟气中CO2在其内反应，设于碳酸化反应器下游的除尘器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3，CaCO3储罐与集热煅烧容器连通向其输送CaCO3，集热煅烧容器与CaO粉储仓连通向其输送CaO。2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，其特征在于：尾部烟道的尾部竖井部分分隔成上下两部分，其上部分通过旁路依次经CaO粉储仓、碳酸化反应器后与下部分连通。3.如权利要求2所述的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，其特征在于：在旁路内的CaO粉储仓上游设有第一气固分离器。4.如权利要求2所述的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，其特征在于：在旁路内的碳酸化反应器下游设有第二气固分离器，第二气固分离器与CaCO3储罐连通向其输送CaCO3。5.如权利要求2所述的循环流化床锅炉耦合塔式太阳能集热器系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐游波，柏江钊，周棋，李维成，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51