燃烧中碳捕集技术—富氧（纯氧）燃烧

燃烧中碳捕集技术—富氧（纯氧）燃烧

富氧燃烧是由富氧气体（O2浓度>20.947%）与抽回的部分烟气组成的混合气体来替代空气进行燃烧，使得烟气中CO2浓度不断升高，便于CO2的压缩与分离，分离后的CO2可直接进行处理和封存；富氧燃烧在钢铁、玻璃、水泥等领域均有应用；优点：改造相对简单、易规模化、适于存量机组改造；理论上CO2浓度可高达80%以上；缺点：制氧设备投资高、能耗高、成本高。

纯氧燃烧（富氧100%）显著优势：节能+环保+碳捕集一体化

●节能：以天然气燃烧为例，

空气助燃：

CH4+2O2+7.5N2→CO +2H2O+7.5N2

纯氧燃烧：CH4+2O2→CO2+2H2O

空气中氮气约占78%，正常燃烧时大量氮气没有参与燃烧，无效加热后排出，带走大量热量，大大增加了能耗；而纯氧燃烧时助燃气体为纯氧，几乎不含有氮气，没有无效加热，所以纯氧燃烧热效率更高，能耗更低；钢铁行业钢包烘烤工序大量使用，比常规技术节能10%-50%；

●环保：烟气中的污染物氮氧化物95%为热力型NOX（原料型及燃料型NOX仅约5%），产生原因是N2与没有完全参与燃烧的O2高温下发生反应，温度越高NOX浓度越高；采用纯氧作为助燃气体时，进入反应器内的氮气量很少（密封不好造成的，理论上为零），热力型Nox生成量大大减少，脱硝成本会大幅度下降；

●增产：纯氧燃烧时燃烧完全，火焰温度高，产物主要为CO2和H2O，辐射能力强，火焰辐射温度可提高100 ℃左右，有利于受热体快速升温；

●碳捕集：天然气纯氧燃烧后的烟气中CO2浓度最高可达90%-95%。

某钢铁企业纯氧燃烧案例技经参数

氧气价格为0.36元/Nm3，转炉煤气价格为0.2元/Nm3，转炉煤气热值为1150kcal，氧气系数为0.22。按照原吨钢 30Nm3转炉煤气再节约量>55%。

原来成本：30×0.2=6元/吨

现在成本

燃气成本：30×0.45×0.2=2.7元

氧气成本：30×0.45×0.21×0.36=1.02

综合成本：2.7+1.02=3.72

成本节约率：（6-3.72）/6=38%

在提升烘烤温度，缩短烘烤时间的背景下，燃料节约>55%，成本节约>38%。

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