本发明专利技术公开了一种天然气锅炉综合利用系统及其运行方法，燃气燃烧器设置于天然气锅炉的入口，节能器、除水装置和烟道隔绝门依次设置于天然气锅炉的烟气出口管道上，烟气出口管道与烟筒连通；除氧器与节能器连接，节能器的出水管与天然气锅炉连接；烟道的一端与烟气出口管道连通，连通点位于除水装置与烟道隔绝门之间的位置；烟道的一端分为两路并分别与CO2储罐和CO2与O2混合箱连接，送风机设置于烟道上；CO2与O2混合箱上连接有O2管道，CO2与O2混合箱通过CO2与O2管道与燃气燃烧器连接，燃气燃烧器还连接有天然气管道。本发明专利技术具有系统简单、排放量极低，投资小、燃烧生成产物能综合利用的特点，为以后工业锅炉的环保高效及综合利用发展提供了一种思路。用发展提供了一种思路。用发展提供了一种思路。
【技术实现步骤摘要】
一种天然气锅炉综合利用系统及其运行方法
[0001]本专利技术属于工业锅炉领域，涉及一种天然气锅炉综合利用系统及其运行方法。
技术介绍
[0002]NOx是影响大气环境质量的一个重要污染因素，国内外对NOx的危害、燃煤发电燃烧过程中NOx的产生机理以及NOx技术的降低等都进行了充分的研究。氮氧化物气体的反应会形成臭氧，臭氧是烟气和酸雨的主要组成部分，也是形成细颗粒的主要组成部分，对人体健康都有损害。国内，对于天然气锅炉，已陆续发布了严苛的锅炉大气污染物排放标准。现有燃气锅炉执行国标150mg/m3的标准，但空气质量急需改进的地区需要制定最严格的燃气锅炉排放标准，NOx排放浓度不高于30mg/m3，但太低的NOx排放会导致锅炉燃烧不稳，热效率下降。从目前的空气与天然气燃烧，NOx排放浓度用现有技术，存在极限排放量，20mg/m3以下已很难达到。
[0003]CO2生成主要是温室效应，大气温室效应是指大气物质对近地气层的增温作用，随着大气中CO2等增温物质的增多，使得能够更多地阻挡地面和近地气层向宇宙空间的长波辐射能量支出，从而使地球气候变暖，热带和温带的旱、涝灾害发生频繁，以及冰山熔化，海平面上升，沿海三角洲被淹没。因此，减少CO2的排放量是人类刻不容缓的义务。目前CO2减排主要是从空气中进行分离，此项技术成本高，推广应用前景低。
[0004]由于天然气锅炉在运行过程中会产生大量的NOx和CO2，因此如何减少因天然气锅炉对NOx和CO2的排放量是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
<br/>[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种天然气锅炉综合利用系统及其运行方法，本专利技术能够大幅降低天然气锅炉对NOx和CO2的排放量，同时该系统具有结构简单、排放量极低以及燃烧生成产物能综合利用的特点，为以后工业锅炉的发展提供了一种思路。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种天然气锅炉综合利用系统，包括燃气燃烧器、天然气锅炉、节能器、除水装置、烟道隔绝门、烟筒、烟道、除氧器、送风机、CO2储罐和CO2与O2混合箱，燃气燃烧器设置于天然气锅炉的入口，节能器、除水装置和烟道隔绝门依次设置于天然气锅炉的烟气出口管道上，天然气锅炉的烟气出口管道与烟筒连通；除氧器与节能器连接，节能器的出水管与天然气锅炉连接；烟道的一端与天然气锅炉的烟气出口管道连通，连通点位于除水装置与烟道隔绝门之间的位置；烟道的一端分为两路并分别与CO2储罐和CO2与O2混合箱连接，送风机设置于烟道上；CO2与O2混合箱上连接有O2管道，CO2与O2混合箱通过CO2与O2管道与燃气燃烧器连接，燃气燃烧器还连接有天然气管道。
[0008]优选的，节能器包括一级节能器和二级节能器，一级节能器和二级节能器依次设置于天然气锅炉的烟气出口管道上；锅炉的给水管经过二级节能器出口与除氧器入口相
连，除氧器出口与一级节能器入口相连，一级节能器出口与锅炉入口相连通。
[0009]优选的，除水装置包括冷凝排水装置和收水装置，冷凝排水装置和收水装置依次设置于天然气锅炉的烟气出口管道上。
[0010]优选的，CO2储罐与烟道连通的这一路管路上设有CO2调节阀和CO2关断阀。
[0011]优选的，O2管道上设有O2调节门和O2关断门。
[0012]优选的，CO2与O2管道上设有燃烧器入口风门。
[0013]优选的，烟道还设有CO2收集口，CO2收集口位于送风机的下风向。
[0014]本专利技术如上所述天然气锅炉综合利用系统的工作方法，包括如下过程：
[0015]当天然气锅炉需要启动时，通过CO2储罐和O2管道分别向CO2与O2混合箱内通入CO2和O2，使CO2与O2混合箱内充分混合并使O2达到预设浓度；CO2与O2混合箱内的CO2与O2的混合气通过燃气燃烧器与天然气在天然气锅炉内混合燃烧，燃烧形成的高温烟气用来加热天然气锅炉内受热面工质，被加热的高温高压工质用来发电或对外供气；经过天然气锅炉炉膛换热的低温烟气首先经过节能器、加热除氧器出口的除氧水以及除氧器进口的非除氧水，被加热的除氧水进入天然气锅炉作为工质吸热；经过节能器的超低温烟气，温度低于水露点，再经过除水装置进行排放和吸收超低温烟气中的水、得到CO2，得到的CO2经过烟道和送风机送入CO2与O2混合箱，进行循环使用；
[0016]天然气锅炉启动时，启动阶段由于燃烧不完全产生的含有CO气体的烟气经过烟道隔绝门和烟筒并排出；
[0017]当CO2储罐提供的CO2量保证一个循环所需量后，燃气锅炉产生的CO2能够满足内循环使用，CO2储罐停止提供CO2，关闭烟道隔绝门。
[0018]优选的，节能器包括一级节能器和二级节能器，一级节能器和二级节能器依次设置于天然气锅炉的烟气出口管道上；锅炉的给水管经过二级节能器出口与除氧器入口相连，除氧器出口与一级节能器入口相连，一级节能器出口与锅炉入口相连通；
[0019]经过天然气锅炉炉膛换热的低温烟气首先经过节能器、加热除氧器出口的除氧水以及除氧器进口的非除氧水时：
[0020]经过天然气锅炉炉膛换热的低温烟气首先经过第一级节能器，加热除氧器出口的除氧水，被加热的除氧水进入锅炉作为工质吸热；后经过第二级节能器，加热除氧器进口的非除氧水，提高进入除氧器的水温，经过第二级节能器的超低温烟气，温度低于水露点。
[0021]优选的，烟道还设有CO2收集口，CO2收集口位于送风机的下风向，CO2收集口上连接有CO2收集装置；
[0022]当燃气锅炉产生的CO2能够满足内循环使用后，烟道内多余的烟气通过CO2收集口进行回收存储或者排出后进行掩埋。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术天然气锅炉综合利用系统中，通过设置烟道、CO2储罐和CO2与O2混合箱，烟道的一端分为两路并分别与CO2储罐和CO2与O2混合箱连接，因此，当燃气锅炉需要启动时，通过将CO2与O2混合并将形成的混合气通过燃气燃烧器与天然气在天然气锅炉内混合燃烧，就能实天然气在天然气锅炉内的燃烧，燃烧产生的热量用来加天然气热锅炉内受热面工质，被加热的高温高压工质用来发电或对外供气。该过程中未引入N2，避免了NOx的产生和排放。通过设置节能器能够降低烟气温度，使得烟气温度降低至水露点以下，这样便于燃烧
产生的水的排出，防止水气掺入后续的CO2循环利用中；将除氧器与节能器相连，能够将节能器换热时的能量用于加热除氧器出口的除氧水，被加热的除氧水进入锅炉作为工质吸热，同时还能够加热除氧器进口的非除氧水，提高进入除氧器的水温，减少除氧器耗气量。由于天然气锅炉启动时，在启动阶段，会由于燃烧不完全产生的含有CO气体的烟气，该部分烟气不能用于后期烟气的循环利用，因此本专利技术在天然气锅炉的烟气出口管道上设置烟道隔绝门，天然气锅炉的烟气出口管道与烟筒连通，天然气锅炉启动时，通过烟道隔绝门能够将含有CO气体的烟气排出，并且在CO气体的烟气排出完全后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，包括燃气燃烧器(4)、天然气锅炉(5)、节能器、除水装置、烟道隔绝门(10)、烟筒(11)、烟道(12)、除氧器(14)、送风机(15)、CO2储罐(16)和CO2与O2混合箱(21)，燃气燃烧器(4)设置于天然气锅炉(5)的入口，节能器、除水装置和烟道隔绝门(10)依次设置于天然气锅炉(5)的烟气出口管道上，天然气锅炉(5)的烟气出口管道与烟筒(11)连通；除氧器(14)与节能器连接，节能器的出水管与天然气锅炉(5)连接；烟道(12)的一端与天然气锅炉(5)的烟气出口管道连通，连通点位于除水装置与烟道隔绝门(10)之间的位置；烟道(12)的一端分为两路并分别与CO2储罐(16)和CO2与O2混合箱(21)连接，送风机(15)设置于烟道(12)上；CO2与O2混合箱(21)上连接有O2管道(22)，CO2与O2混合箱(21)通过CO2与O2管道(23)与燃气燃烧器(4)连接，燃气燃烧器(4)还连接有天然气管道。2.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，节能器包括一级节能器(6)和二级节能器(7)，一级节能器(6)和二级节能器(7)依次设置于天然气锅炉(5)的烟气出口管道上；锅炉的给水管经过二级节能器(7)出口与除氧器(14)入口相连，除氧器(14)出口与一级节能器(6)入口相连，一级节能器(6)出口与锅炉入口(5)相连通。3.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，除水装置包括冷凝排水装置(8)和收水装置(9)，冷凝排水装置(8)和收水装置(9)依次设置于天然气锅炉(5)的烟气出口管道上。4.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，CO2储罐(16)与烟道(12)连通的这一路管路上设有CO2调节阀(17)和CO2关断阀(18)。5.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，O2管道(22)上设有O2调节门(19)和O2关断门(20)。6.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，CO2与O2管道(23)上设有燃烧器入口风门(3)。7.根据权利要求1所述的一种天然气锅炉综合利用系统，其特征在于，烟道(12)还设有CO2收集口，CO2收集口(24)位于送风机(15)的下风向。8.权利要求1-7任意一项所述天然气锅炉综合利用系统的工作方法，其特征在于，包括如下过程：当天然...
【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，姬海民，李文锋，申冀康，董方奇，徐党旗，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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