富氧燃烧技术兼容设计方案的基础和技术挑战

www.engineering.org.cn第1卷第1期2015年月工程139研究煤炭技术-文章工程2015，1（1）：139-149DOI 10.15302/J-ENG-2015008富氧燃烧技术兼容设计方案的基础和技术挑战Chuguang Zheng*，Zhaohui Liu，Jun Xiang，Liqi Zhang，Shihong Zhang，Cong Luo，Yongchun Zhao富氧燃烧与碳捕获和封存（CCS）是一种用于大型燃煤电厂的碳减排技术。在0.4MW级到3MW级的放大过程中，该技术的研究和开发取得了重大进展35兆瓦的太阳能电池板。一个200兆瓦的大规模示范项目的预可行性研究进展顺利，并已准备好实施。中国富氧燃烧的总体研发和示范（RD D）路线图已成为全球富氧燃烧RD D路线图的重要组成部分。在RD D过程中，开发了空气燃烧/富氧燃烧兼容的设计理念。在本文中，我们简要介绍了基础研究和技术创新的努力，对几个技术挑战，包括燃烧稳定性，传热，系统运行，矿物杂质和腐蚀。为了进一步降低碳捕获的成本，除了大规模部署富氧燃烧技术之外，预计对本文简要介绍的新的和下一代富氧燃烧技术的兴趣越来越大，包括新的氧气生产概念和无焰富氧燃烧。关键词富氧燃烧，研究开发和示范，二氧化碳捕集1引言近年来，在有关气候变化的国际谈判中，煤燃烧产生的主要温室气体CO2的排放一直是人们关注的焦点。自2007年以来，中国的二氧化碳排放量已超过美国，使中国成为世界上最大的温室气体排放国。2010年，中国的二氧化碳排放量超过82亿吨[1]。CO2捕集、利用和封存（CCUS）技术是应对气候变化最可行的技术预处理中国的政府、大学、研究机构和企业以及最近的国际合作已经对CCUS技术进行了初步研究和工程示范[2]。基于燃烧后、富氧燃烧和燃烧前CO2捕集的技术和项目正在分别开发和建设中。由于中国以煤炭为主的能源结构在短时间内无法改变，被认为是最有潜力大规模推广和商业化的CCUS技术[3，4]。 在此过程中，燃料在氧气和再循环烟道气（RFG）的混合物中燃烧。与使用空气作为氧化剂的传统化石燃料发电站不同，氧燃烧工厂采用空气分离装置来产生氧气流。氧气流与RFG结合，产生用于氧化剂的富氧气体（图1）。烟道气的再循环是必要的，以缓和燃烧纯氧所导致的过高的火焰温度。在从烟道气排出流中除去水分和其他杂质之后，产生高纯度的CO2。该技术于1982年首次提出，目的是生产用于提高石油采收率的高纯度CO2流[5]。该技术随后被广泛研究用于生产烟气中的富集CO2。许多报告表明，富氧燃料是三种CCUS捕获方案中最便宜的;与其他方案相比，它具有更高的热效率和更低的能量损失。这种灵活的技术可用于新发电厂和现有发电厂改造，其实施没有技术障碍。此外，它是一种环境友好的过程，可以同时去除污染物[4-7]。中试规模的研究已经在该技术的发展之后的几年中进行。在过去的十年中，全球研究活动已经增加到几个示范阶段项目已经开始的程度，预计商业概念将在2020年之前实现。华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，武汉430074* 通讯作者。电子邮件地址：cgzheng@hust.edu.cn接收日期：2015年2月2日;接收日期：2015年2月25日;接受日期：2015年3月25日作者（S）2015出版社：Engineering Sciences Press这是CC BY许可下的开放获取文章（http：//creativecommons.org/licenses/by/4.0/）140工程第1卷·第1期·2015年3www.engineering.org.cn煤炭技术研究-文章图1.富氧燃烧示意图。我国对富氧燃烧的基础研究始于20世纪90年代。一些研究机构和大学，如华中科技大学（HUST），东南大学（中国）和华北电力大学，已经参与了这一领域[6]。近年来，针对煤粉燃烧和流化床燃烧两大主流的富氧燃烧的研究和平台建设一直很活跃[7]。华中科技大学制定了富氧燃烧研究和开发的路线图（图2）。年建成了一个400千瓦的小型试验系统2005年，随后在2011年建成了3兆瓦的全链条系统（武汉，1吨。h年生产能力10000吨）。到目前为止，这个3兆瓦的全链条系统是中国最大的富氧燃烧试验系统。然而，一个35兆瓦的th试验系统预计将于2015年开始运行（久大盐业有限公司，湖北应城12吨。h吸收能力，每年0.1百万吨水平）。此外，还进行了200 MW电动机的可行性研究示范项目于2012年启动（神木电厂，国华，年百万吨级），项目实施计划于2020年。图3显示了由国际能源署（IEA）提供的世界富氧燃料燃烧研究开发和示范（RD D）[8]路线图，表1和表2列出了世界范围内的半工业和大规模示范项目。我国富氧燃烧技术的总体发展与国际同步。英国政府正在赞助一个426兆瓦的大型富氧燃烧工厂的前端工程设计（FEED）研究。 在中国，一个200兆瓦的大型示范项目的预FEED正在接近其目标。虽然富氧燃料技术得到了广泛的研究，但仍有一些缺点需要克服。首先，通过燃烧器的氧气和再循环烟气的适当控制是必要的-图2.华中科技大学富氧燃烧技术路线图煤炭技术-文章研究www.engineering.org.cn第1卷第1期2015年月工程141图3. IEA GHG富氧燃烧研发路线图。表1.全球富氧燃烧工业规模示范项目。表2.全球大规模富氧燃烧示范项目。项目名称类型开始燃料发电国家项目规模和参数捕获技术源进展和发射时间FEED研究，英国电力白色玫瑰中国神木426兆瓦e超临界200 MWe亚临界阿尔斯通AP神华、华中科技大学、DEC2020年前的佣金FEED研究，2020年前确保快速点火和火焰稳定性。其次，由于烟气再循环过程中的漏风和积灰，在氧燃料燃烧中相对较高（尽管总排放量显著降低）。第三，再循环过程降低了整体系统效率。为了解决这些问题并进一步了解细节对富氧燃烧进行了系统的实验和模拟。在过去的15年里，研究人员开发了一种兼容的设计理念，涉及空气燃烧和富氧燃烧。在这个概念中，系统和锅炉可以在空气燃烧模式和富氧燃烧模式下满负荷运行。本文讨论并阐明了研究的基础和关键注：ALSTOM-ALSTOM Power Inc.; 亚太-空气产品; DEC-东方电力公司。该兼容设计的技术创新，涉及点火和燃烧特性、传热和热表面布置以及氧燃料燃烧器的过渡。希望能为富氧燃烧技术的示范和推广提供有益的参考。2 富氧燃烧的关键挑战2.1着火与火焰稳定维持火焰稳定性是氧燃料燃烧的主要挑战，如早期中试规模实验研究中所报告的[9，10]。这一挑战源于较低的绝热(MW（e）日期将军德国Vattenfall10新2008煤N澳大利亚卡利德30复古2010煤Y法国总10复古2009气体Y西班牙CIUDEN7新2010煤N中国应城12复古2011煤Y煤炭技术研究-文章142工程第1卷·第1期·2015年3www.engineering.org.cn在CO2稀释的环境中，火焰温度降低，火焰传播速度降低，煤粒着火延迟。在O2/CO2环境中，火焰传播速度明显较低。Chen等人[11]使用CHEMKIN火焰速度计算器模型研究了层流火焰速度。CH4在O2/CO2气氛中的绝热火焰温度和火焰传播速度均低于O2/N2气氛。此外，这种差异随CO2浓度的增加而增大.Kiga等报道了煤粉在CO2中燃烧时火焰传播速度较低的现象[12]微重力实验实验设施煤粉燃烧有两种点火机理：均质点火和非均质点火[13]。Chen等人[11]使用了一个封闭的均相CHEMKIN反应器模型和GRI-Mech反应机制来研究均相点火，其中甲烷被用作挥发物的替代物，在CO2稀释气体中的点火延迟比在N2中的明显更长，并且在CO2稀释气体中的最终燃烧温度低约400 K。Shaddix和Molina [14]观察到，与O2/N2气氛相比，在O2/CO2气氛中燃烧时，高挥发性烟煤颗粒的点火延迟相似。Huang等人[15]和Huang [16]使用平焰支持的气流床反应器研究了不同等级的中国煤在富氧燃烧过程中的着火特性。 如图4所示，结果表明点火延迟时间为图4. DT烟煤在O2/N2和O2/CO2条件下着火延迟。一次流的动量保持相同，以确保其气动输送能力。在3 MWth试验装置上对3 MWth旋流燃烧器的性能进行了广泛的验证图5显示了3 MW炉中的预测温度曲线。一般来说，空气燃烧和富氧燃烧的温度分布非常相似，但富氧燃烧的温度峰值降低了约200K。这些规则对于COM-与Yn，其中n为0.15-0.2。压力-并采用了单片机系统设计，高浓度CO2的存在使高挥发分煤的着火延迟期延长，着火稳定性降低。高浓度CO2的存在使低挥发分煤的着火延迟期缩短，着火稳定性提高。使用丝网反应器研究了CO2对两种煤焦的非均相着火温度的影响[17]。较低的层流燃烧速度和较窄的可燃性极限可能导致富氧燃烧中的燃烧不稳定[11]。这为先进的氧煤燃烧器设计提供了机会，包括以下变量：①烟气循环比;②一、二、三股气流中的氧浓度;③不同气流中气体体积的分布及其动量;以及③不同气流的预热温度。设计了一系列旋流富氧燃烧器，并将其应用于0.4 MWth、3MWth和35 MWth富氧燃烧锅炉【18、19】。考察了钝体堵塞率、旋流数、氧喷射管数量和尺寸、一次流氧浓度和循环比等因素对反应器性能的影响。为了在空气燃料和富氧燃料两种燃烧方式下都能获得稳定的煤粉火焰，发现并采用了以下设计原则：氧气在作为一次流或二次流喷入燃烧器之前与烟气预混，一次流的氧分压保持在18%以下以保证安全，二次流供氧;切断第三股流以确保第一股流和第二股流具有相似的动量比;燃烧系统的200兆瓦e富氧电站锅炉，切向燃烧和壁燃烧。2.2 炉内传热在富氧燃烧中，高浓度的气体参与辐射传热（即，、CO2、H2O）会导致锅炉内的发射率显著不同，从而影响系统内的辐射传递和热吸收。近年来提出了几种改进的灰气加权和（WSGG）模型，以考虑富氧燃烧中H2O/CO2基于最新的HITEMP 2010数据库，我们结合全谱k分布（FSK）模型和WSGG模型的特点，获得了用于富氧燃烧的WSGG模型的新参数，其中权重因子和吸收系数直接由k分布获得，并改进了吸收系数的拟合公式[20]。通过比较HITEMP 2010数据库一维平板系统的逐线（LBL）模型集成预测的辐射源项和辐射热通量，对WSGG模型的新参数进行了广泛验证。图6显示了WSGG模型中不同参数的预测发射率。结果表明，新参数能显著提高富氧燃烧的预测精度。不同的研究人员已经观察到相互矛盾的传热结果，并认为这些应该优化，以确保有效的操作。然而，对于一个复古-氧气，s煤炭技术-文章研究www.engineering.org.cn第1卷第1期2015年月工程143图5.3MW单旋流燃烧器炉膛温度场预测左：空气燃烧，右：富氧燃烧。图6.采用不同模型计算了干循环富氧燃烧的总发射率。合适的情况下，炉内热传递是匹配的，并且对于给定的烟道气氧浓度，氧燃料情况导致降低的炉出口气体温度，对于这种情况 ， 烟 道 气 管 道 中 的 对 流 热 传 递 的 匹 配 将 是 可 疑 的 。Andersson等人[24]发现，循环比是一个适当的调整参数，可实现空气和氧燃料燃烧的相似锅炉性能，如果现有锅炉要从空气运行改为氧燃料运行，这是一个目标。他们发现，随着烟气再循环率的降低，氧燃料火焰的温度和总辐射强度增加。此外，在氧燃料和空气燃料操作期间，只要温度分布相似，则总辐射强度相似。Smart等人[25]研究了氧气和空气煤燃烧中的对流传热系数。他们发现，存在一个可接受的烟气循环比操作范围，在该范围内，氧煤燃烧中的对流传热可近似地与空气燃烧的对流传热相匹配。因此，现有的燃煤发电厂可以被改造为氧煤发电厂，而无需更换锅炉或热交换器。图7显示了氧燃料与空气燃烧的相对热传递的总结，其基于来自我们的200MW切向燃烧炉的模拟工作的数据以及来自大型中试或全尺寸炉的实验和模拟的正如Black等人[26]研究中的预测结果以及Callide 30 MWe [27]和Schwarze Pumpe 30 MWth炉[28]中的实验所揭示的那样，相对热传递明显略微取决于氧气浓度。特别是中试装置的实验数据表明，在氧浓度为25%~ 30%（体积比）的较宽范围内，相对传热比提高了几个百分点。在本研究中，干循环和湿循环分别在28.5%和27.1%的氧浓度下可以实现相似的传热。然而，在基于热化学平衡假设的锅炉性能的设计计算中，所需的氧浓度约为26%，而不考虑相对缓慢的CO反应的影响。至关重要要牢记锅炉性能的数值模拟和设计计算之间的差异，这应该用未来大规模示范的实验数据来验证。最佳氧浓度应综合考虑燃烧性能和传热性能。图7.大型加热炉的归一化总传热。2.3 系统运行和优化在富氧燃烧条件下，典型的操作包括在空气燃烧下启动，然后通过将烟气再循环到锅炉中逐渐切换到富氧燃烧模式[31]。然而，从空中平稳切换模式的过程煤炭技术研究-文章144工程第1卷·第1期·2015年3www.engineering.org.cn燃烧成氧燃料仍然被认为是一个挑战[11]。对适当的切换策略或有价值的操作要点（如控制再循环烟气、氧气和空气流）进行的研究很少。文献中报道的相关研究可分为两种类型：中试实验和过程模拟。 在实验方面，研究人员已经运行了几个富氧燃烧中试工厂，作为获得商业示范实际操作经验的一种手段[32，33]。这些运行结果为理解富氧燃烧发电厂中的模式切换过程提供了基准。然而，对这种新技术的动态特性的更深入的了解仍然受到限制，由于缺乏足够的实验测量。应用动态过程模拟是辨识富氧燃烧电厂综合特性的有力手段。以3MW富氧燃烧中试系统为基础，利用Aspen Dynamics软件建立了富氧燃烧系统的动态模型。通过将数值结果与实验数据进行比较，详细评估了该模型的性能，重点关注稳态和动态行为[34]。此外，通过动态模拟优化了空气燃烧和富氧燃烧之间的过渡[35]。通过调节进气阀、再循环烟气阀、排气阀和氧气进气阀;通过监测炉室出口处和一级/二级气流中的氧气浓度;以及通过监测一级/二级气流速率来实现该转变。图8示出了主气体流速和氧气浓度的变化。为了保持锅炉辐射传热的稳定性，控制入口氧浓度，使其在过渡期间缓慢增加，最终保持在26%。燃烧室出口氧浓度波动控制在2%~ 5%（最终稳定在3%左右），保证了燃烧的安全性和经济性。此外，一次气体流量的波动足够小，在氧分压下约为18%，以允许安全可靠地输送煤粉。 该模型的转换过程仅需30 min，所研究的模式切换策略已成功应用于3 MWth试验装置。除了模式切换过程的问题之外，还必须解决氧燃料燃烧设备的空气泄漏监测和控制问题。当空气泄漏为8%时，CO2浓度降低约6%[36]。当评估再循环对烟气物质含量的影响时，这种降低是显著的，因为CO2纯度是氧燃料燃烧中CO2捕获的挑战之一。在3 MWth试验设备上，研究了正压运行条件，以确定其对减少整个系统中空气泄漏的影响。如图9所示，当炉压设定为60Pa时，CO2浓度逐渐增加。CO2浓度的明显增加表明，在富氧燃烧中，正背压操作条件是优选的。图9示出了烟道气的CO2浓度可以提高到80%（体积，图8.过渡过程中气体流量的变化图9.转换过程中CO2和O2浓度的变化干）的模型和试验结果，通过最佳调节。2.4 矿物杂质和腐蚀问题煤中的矿物质杂质会引起换热器表面积灰、腐蚀、结渣和结垢，从而导致爆管、传热和锅炉效率损失。因此，近年来，富氧燃烧过程中矿物的行为引起了广泛的研究。富氧燃烧条件下的高CO2浓度会加剧灰的沉积[37];在这些条件下，各种矿物的迁移和转化也不同[38]。基于X射线衍射分析的总灰分的早期研究表明，在富氧燃烧条件下，矿物碳酸化的迹象很弱。最近的研究更多地集中在铁和钙相关矿物的行为上，并且所有这些研究都表明在富氧燃料条件下沉积和结渣的可能性增强。与传统煤燃烧气氛相比，富氧气氛中黄铁矿分解失重增加，高CO2浓度导致分解过程缩短，氧化过程略有延长。黄铁矿的熔融吸热过程为在氧燃料气氛中较高（30.4J. g1.0 J. g方解石的分解显然延迟在氧燃料气氛中，和TG-DSC曲线indi-煤炭技术-文章研究www.engineering.org.cn第1卷第1期2015年月工程145与空气燃烧中的697 ° C相比，在氧燃料气氛中的分解温度高达867 ° C。方解石的熔化吸热量较高，达32.4J. g-1，在富氧气氛中为15.3J. g富氧气氛中矿物的熔化温度低于空气中的熔化温度，这导致矿物更容易熔化，并导致富氧燃烧中严重的灰分沉积。图10显示了最近对ZD次烟煤矿物行为的研究[39]。在这项研究中，所有的灰是gener- ated在高温（1700 K）落管式炉。用计算机控制的扫描电子显微镜（CCSEM）对灰分进行表征。图10清楚地示出了在含氧燃料条件下生成低熔点碳酸盐（Ca、Fe、Mg），这表明结渣增强。 同时，生成更多的硅酸盐和铝硅酸盐，其具有中等熔点，并表明由于炭氧化期间的高一氧化碳产率而增强的矿物聚结。三氧化硫（SO3）的产生和消除是富氧燃烧的另一个关键问题，因为SO3会对燃烧室、烟道、磨煤机等造成腐蚀，由于烟气再循环的富集作用，富氧燃烧中SO3的对于空气燃烧，二氧化硫转化为三氧化硫已经得到了很好的研究。二氧化硫可以通过高温气体氧化或矿物催化剂转化率如果选用催化还原法（SCR）控制氮氧化物，大部分SO3通过SCR催化剂产生。通常，在空气燃烧和富氧燃料燃烧中，1%-即富氧燃烧中SO3浓度 是由于较高的SO2浓度。没有证据表明在氧燃料条件下有更高的转化率。我们最近的研究甚至表明，在高CO2环境中，SCR催化剂将SO2转化为SO3的转化率显著降低（图11），这是由于SCR催化剂上活性吸收部位的CO2和SO2因此，对于包括SCR的兼容的空气燃烧/氧燃料燃烧发电厂设计（这是满足严格的环境法规所必需的），SO3腐蚀可能比不包括SCR的发电厂设计更严重。现代湿法烟气脱硫（WFGD）可有效脱除SO2，脱硫效率可达95%~ 99%.因此，对于硫收率大于1%的煤，为了降低SO2/SO3浓度，降低腐蚀的可能性，应在WFGD后进行烟气循环。通常采 用的 另一 种做 法是 为了 抑 制腐 蚀是 使用 烟气 冷凝 器（FGC）降低烟气的水分含量，该烟气冷凝器将烟气冷却并干燥至约300 K的温度。然而，使用WFGD和FGC会导致相对较高的投资和运营成本;因此，需要替代品。 在炉内注入钙基SO2吸收剂和在烟气预热器之前注入钠基或钙基SO3吸收剂可能是一种更便宜的选择。图10.空气燃烧和富氧燃烧条件下ZD煤各种矿物组合的重量分数煤炭技术研究-文章146工程第1卷·第1期·2015年3www.engineering.org.cn图11.在氮气和二氧化碳吹扫下的SO3转化率[40]。3 下一代富氧燃烧3.1 一种新的空气分离概念空气分离装置（ASU）为氧燃料发电厂中的燃烧提供氧气。目前的技术发展状况需要应用低温蒸馏装置。初步计算表明，仅该操作就需要约60%的电力消耗用于碳捕获，并使发电厂的整体效率降低7%-9% [41]。已进行进一步研究，以通过调查使用高温循环技术生产氧气作为传统低温蒸馏方法的替代方案来降低ASU能耗。钙钛矿型氧化物作为氧载体的新应用为氧燃料燃烧提供了纯O2或O2/CO2气流[42]。如图12所示，该氧气生产过程包括两个主要步骤：①氧气吸附;②氧气解吸。在第一步中，空气被用作进料气体以使钙钛矿氧载体与O2饱和;在第二步中，CO2被用作吹扫气体以从钙钛矿解吸O2，产生富含O2的CO2烟道气流。钙钛矿型氧载体的吸附/脱附过程是可逆的，并且可以表示如下：图12.用于氧燃料燃烧的O 2 / CO 2生产的钙钛矿型氧化物的简化示意图。首先，氧燃料火焰比传统的空气火焰更不稳定。其次，尽管富氧燃烧显著降低了总排放量，但由于烟气再循环过程中氮的泄漏和累积，废气中的NOx第三，再循环降低了整个系统的效率。温和燃烧，也称为无焰燃烧，是一种高效燃烧技术，其特征在于整个炉内接近等温分布，反应物温度高，但反应区的温度增量低[47，48]。典型地，为了建立MILD燃烧，反应物温度必须超过燃料自燃温度，并且反应物必须被稀释超过可燃极限[49-51]。考虑到这些限制，氧燃料燃烧和轻度燃烧或轻度氧燃烧的组合是本领域的新概念，并且具有以下优点：(1) MILD燃烧的高温反应物和均匀的温度分布可以提高富氧火焰的稳定性。(2) 在MILD燃烧中，由于强烈的氧稀释和低的温度增量，NOx的(3) UTI大大提高了整体热效率将热的再循环烟气用于温和燃烧。(4) CO2稀释倾向于消除可见火焰，并且CO2参与反应，而不是保留2ABO3−δ  2CO 2ACO B O 12232322（一）惰性将轻度燃烧和碳捕获结合起来，已经研究了几种类型的钙钛矿氧载体用于氧气生产应用[43-45]。这些钙钛矿材料遇到的主要问题是它们相对较低的氧解吸能力。最近，Shen等[46]开发了一种新型钙钛矿型氧载体Ba1-xSrxCo0.8Fe0.2O3-δ，具有优异的循环稳定产氧性能。然而，目前对用于氧气生产技术的钙钛矿循环的研究仍处于概念或实验室规模。3.2 一个新的概念：中等或强烈的低氧稀释（MILD）-氧燃烧如前所述，尽管富氧燃料技术得到了广泛的研究和应用，但仍存在有待克服的缺点。account，Li等人[52]研究了不同气体燃料在再生炉中的轻度氧燃烧特性。他们的结论是，用CO2代替N2可以促进MILD燃烧的建立，并且随着反应物被高浓度CO2稀释，MILD燃烧的区域变得更宽。只要在固定的CO2和O2浓度下达到足够高的反应物稀释度，就可以在不预热的情况下发生温和燃烧。由于煤的固体性质，其反应性和流动性都不如气体燃料，因此煤粉的微氧燃烧通常比气体燃料更难实现。Stadler等人[53]测试了一种新的煤粉微氧燃烧方法，煤炭技术-文章研究www.engineering.org.cn第1卷第1期2015年月工程147氧化剂（O2/CO2）喷射速度可达100-280 m。s他们发现，煤的轻度氧燃烧可以建立没有氧化剂预热，即在常温下，当高速喷射引起的燃烧气体的夹带足够强。他们还讨论了气化反应对煤焦反应性、燃尽和煤粉微氧燃烧中物种的影响。Saha等人[54]研究了煤粉在回热炉中的轻度氧燃烧。结果表明，在适当的喷流速度（86.2m/s）下，利用蓄热式炉内热燃气的内循环，可以在不预热的情况下成功地实现高、低阶煤的轻度富氧燃烧。在研究中，S值得注意的是，在华中科技大学的0.4 MW中试规模设施中进行了一项关于常温下粉煤的MILD-氧燃烧的实验研究[55]。煤粉的轻度氧燃烧在没有高度预热氧化剂的情况下完全实现（图13）。本实验采用集灰分离和水蒸气冷凝于一体的烟气再循环系统。这一结果表明，该技术的工业应用的可行性。图13.华中科技大学0.4MW装置煤粉微氧燃烧试验结果[55]。（a）不同燃烧模式的火焰图像;（b）沿炉膛中心线的温度分布。4 摘要和未来的挑战经过30年的发展，富氧燃料技术已经成熟;它现在拥有商业应用所需的基本特性。最重要的是，富氧燃烧适用于中国现有的大量燃煤电厂。富氧燃烧技术的发展 本文所述的基础研究为关键设备的设计、运行方式、工业系统流程等提供了有益的参考。为了使中国气体减排目标，必须尽快开展大规模示范，以增加富氧燃料技术商业化的可能性。同时，为了降低这种CO2捕集技术的高成本，必须大力推广和深入发展这种新颖的概念和方法。确认本课题得到了国家重点基础研究发展计划（2011CB707301）、国家重点技术研发计划（2011BAC 05B00）、高等学校博士点专项研究基金（20130142130009）和煤燃烧国家重点实验室基金的资助。遵守道德操守准则Chuguang Zheng 、 Zhaohui Liu 、 JunXiang、Liqi Zhang、Shihong Zhang、Cong Luo和Yongchun Zhao声明他们没有利益冲突或财务冲突需要披露。引用1.联合国统计司，千年发展。目标指标：二氧化碳排放量（CO2），千公吨CO2.http://mdgs.un.org/unsd/mdg/Series-Detail.aspx？srid=749 crid2.中国科学技术部社会发展司.中国碳捕集、利用与封存技术发展。20113.I. 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