富氧气循环控制燃烧温度的应用

2.5.1 基本原理

富氧法在燃烧时采用氧气代替空气，因此产生的废气中通常不含氮，二氧化碳浓度高（超过80%），废气中另一种主要组分是水蒸气。不需要复杂的二氧化碳捕获，因为从原理看，只需要一个简单的水冷凝就足够了，这通过冷却和压缩就可以实现。回收率可以非常高。

富氧过程的一个重要方面是富含二氧化碳的废气的再循环，这个循环起着热镇流器的作用，能够控制燃烧温度并保证与下游的工艺协调，不论下游是用蒸气发生器还是燃气涡轮机。

但是，燃料和所供应的氧气中的杂质将会混在二氧化碳中，结果或许需要额外的净化和干燥处理。如果氧气是由低温蒸馏生成的，冷却过程或许就可以方便与这些净化过程集成。还有，这种处理过程中二氧化碳的流动可以进行限制，并且能够避免处理废气中大量的惰性气体，这是富氧燃烧的主要优点之一。

有三种方法备受关注：

●间接加热蒸气循环，其燃烧热量会通过一个热交换器传送到一个隔离的流体中，例如生产蒸气的锅炉中；

●直接加热燃气涡轮机循环，其燃烧是在燃气涡轮机的燃烧室中发生的，热气在涡轮机中膨胀产生能量；(www.xing528.com)

●直接加热蒸气循环，压缩水通过直接注入汽化，和富氧燃料-氧气混合物燃烧，然后在燃气涡轮机中膨胀。

这些选择在技术上存在本质区别。第一个最适用于将现有的电厂改造成富氧燃烧电厂。第二个和第三个需要具体设计燃气涡轮机。

2.5.2 能量损耗

捕获所需的主要能量与空气分离单元（ASU）有关。在0.17MPa压力下，低温生产纯度为95%的氧气所需能量的平均值是200kW·h/t氧气^[9]，可以转换成23KJ/mol二氧化碳生产或者0.52GT/t二氧化碳，与二氧化碳最后压缩所需的能量相类似。

富氧燃烧的应用领域与燃烧前捕获一样，但是需要对现存的电厂进行更深入的改进。关于富氧法的详细说明由参考文献[1]给出。