低成本無氮燃燒制氧系統的制作方法

本發明涉及化石能源燃燒領域，具體而言，涉及一種低成本無氮燃燒制氧系統。

背景技術：

我國是世界上少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一，據統計，我國90％二氧化硫、67％氮氧化物、70％煙塵排放量來自于煤炭的燃燒。其中，燃煤電站、燃煤工業鍋爐、燃煤爐窯等煙氣排放污染問題最為突出。

2015年北京擬定新政策，該新政策中包含以下要求：北京全市新建燃氣(油)鍋爐氮氧化物排放濃度需執行30毫克/立方米的排放限值。為早日達到相關的環保要求，北京市環保局近日也發布關于深化燃氣(油)鍋爐氮氧化物治理確保污染物達標排放的通告，要求全市燃氣(油)鍋爐業主要確保2017年4月1日起全面達到本市《鍋爐大氣污染物排放標準》(db11/139-2015)。為配合新標準的實施，北京市通過以獎代補和加大懲治來激勵排放單位進行低氮技術改造。

富氧燃燒是一種既能提高燃燒效率，又能降低污染物排放的燃燒技術。富氧燃燒是在用氧或煙氣代替空氣，杜絕n2進入到燃燒系統中，以避免燃燒產物中氮氧化物的生成。富氧燃燒技術(又稱為o2/co2燃燒技術)是采用煙氣再循環的方式，采用從空氣中分離獲得的純氧和一部分鍋爐煙氣構成的混合氣代替空氣作為燃燒時的氧化劑，以提高燃燒排煙中co2的濃度。富氧燃燒技術不僅能分離收集co2還能處理so2，但富氧燃燒系統中的空氣分離氧氣制備單元能耗高，單位制氧成本超過0.7kw.h/m³。

天然氣燃燒過程：ch4+2o2→co2+2h2o。制氧成本約占系統燃燒放熱熱值的15％左右，若燃燒發電，則制氧成本約占所發電能價值的30％，制氧成本高，經濟性較差。限制了富氧燃燒發電技術的工程實踐應用，針對制氧成本較高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

天然氣燃燒過程中耗氧較多，1標準體積的甲烷，消耗2標準體積的氧，而傳統制氧工藝主要有兩種，分別是低溫深冷制氧和變壓吸附制氧，制氧成本較高，

低溫深冷制氧工藝流程中，耗能較大的是空氣壓縮單元和膨脹制冷單元，膨脹機耗能較大，目前，壓縮機和膨脹制冷機運行所需動力主要來自于外界電網供給，耗能較高。

變壓吸附制氧工藝流程(vpa)，主要是利用吸附劑對不同氣體在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差異以及吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而變化的特性，在加壓條件下完成混合氣體的吸附分離過程，降壓解析所吸附的雜質組分。變壓吸附制氧工藝流程中耗能較大的主要是壓縮機、真空泵耗能較高。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種低成本無氮燃燒制氧系統，以解決現有的氧氣制備工藝存在的能耗較高的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面提供了一種低成本無氮燃燒制氧系統，低成本無氮燃燒制氧系統包括：燃燒單元，設置有助燃氣入口、燃料入口和煙氣出口；氧氣制備單元，用于將空氣中的氧氣分離出來；熱能動能轉化單元，熱能動能轉化單元與燃燒單元的煙氣出口相連通，述余熱回收裝置用于將燃燒單元排出的煙氣中的熱能吸收利用轉化為動能，且熱能動能轉化單元與氧氣制備單元相連，用以將動能提供給氧氣制備單元。

進一步地，熱能動能轉化單元包括：余熱回收裝置，設置有煙氣入口和蒸汽出口，煙氣入口與煙氣出口相連通，用于吸收煙氣中的熱量；及蒸汽透平，設置有蒸汽入口，蒸汽入口與蒸汽出口通過蒸汽輸送管路相連通。

進一步地，蒸汽透平還設置有循環工質出口，且循環工質出口與余熱回收裝置通過循環工質輸送管路相連通；熱能動能轉化單元還包括第一冷卻裝置，第一冷卻裝置設置在循環工質輸送管路上。進一步地，熱能動能轉化單元還包括循環工質泵，循環工質泵設置在余熱回收裝置與第一冷卻裝置之間的循環工質輸送管路上。

進一步地，氧氣制備單元包括：第一氣體壓縮裝置，設置有第一空氣入口和壓縮空氣出口；第二冷卻裝置，第二冷卻裝置與壓縮空氣出口通過壓縮空氣輸送管路相連通；冷量供應裝置，用于為第二冷卻裝置供應冷量；及精餾裝置，精餾裝置與第二冷卻裝置經液態空氣輸送管路相連通，用于將空氣中的氧氣分離出來，其中，第一氣體壓縮裝置和冷量供應裝置均由熱能動能轉化單元輸出的動能驅動。

進一步地，氧氣制備單元還包括第一空氣凈化裝置，用以去除空氣中的水、二氧化碳和粉塵，且第一空氣凈化裝置設置在壓縮空氣輸送管路上。

進一步地，精餾裝置設置有氧氣出口，氧氣出口與助燃氣入口通過氧氣輸送管路相連通。

進一步地，余熱回收裝置還設置有煙氣回收口，且煙氣回收口與助燃氣入口通過煙氣回收管路相連通。

進一步地，低成本無氮燃燒制氧系統還包括：脫水裝置，脫水裝置設置在煙氣回收管路上；及脫硫除塵裝置，脫硫除塵裝置設置在脫水裝置與余熱回收裝置之間的煙氣回收管路上。

進一步地，低成本無氮燃燒制氧系統還包括：分流裝置，分流裝置設置在脫水裝置下游的煙氣回收管路上；及二氧化碳回收裝置，二氧化碳回收裝置與分流裝置相連通，用于收集從煙氣回收管路中分流出的二氧化碳。

應用本發明的技術方案，燃料在燃燒單元進行燃燒能夠產生大量的煙氣。將熱能動能轉化單元與燃燒單元相連通，能夠將上述煙氣輸送至熱能轉化單元中。由于上述煙氣具有較高的溫度，因而通過熱能動能轉化單元能夠將上述煙氣中的熱能吸收利用轉化為動能，并將上述動能提供給氧氣制備單元。由此可知，本申請提供的上述低成本無氮燃燒制氧系統減少了動能-電能及電能-動能的能量轉換過程，進而降低了能量轉換過程中的能量耗損，提高了能量利用率，并降低了氧氣的制備成本。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明的一種典型的實施方式提供的低成本無氮燃燒制氧系統的結構示意圖；以及

圖2示出了本發明的一種優選的實施方式提供的低成本無氮燃燒制氧系統的結構示意圖；

圖3示出了本發明的另一種優選的實施方式提供的低成本無氮燃燒制氧系統的結構示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

a、燃料；b、吸收熱；c、冷媒；d、空氣。

10、燃燒單元；101、助燃氣入口；102、燃料入口；103、煙氣出口；20、氧氣制備單元；21、第一氣體壓縮裝置；211、第一空氣入口；212、壓縮空氣出口；22、第二冷卻裝置；23、冷量供應裝置；24、精餾裝置；241、氧氣出口；25、第一空氣凈化裝置；26、鼓風機；261、第二空氣入口；27、第二空氣凈化裝置；28、吸附塔；281、真空泵；29、第二氣體壓縮裝置；30、熱能動能轉化單元；31、余熱回收裝置；311、煙氣入口；312、蒸汽出口；313、煙氣回收口；32、蒸汽透平；321、蒸汽入口；322、循環工質出口；33、第一冷卻裝置；34、循環工質泵；40、脫水裝置；50、脫硫除塵裝置；60、分流裝置；61、三通閥；62、風機；70、二氧化碳回收裝置；71、煙囪。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

正如背景技術所描述的，現有的氧氣制備工藝存在能耗較高的問題。為了解決上述技術問題，本申請提供了一種低成本無氮燃燒制氧系統，如圖1所示，該低成本無氮燃燒制氧系統包括燃燒單元10、氧氣制備單元20、熱能動能轉化單元30。其中，燃燒單元10設置有助燃氣入口101、燃料入口102和煙氣出口103；氧氣制備單元20用于將空氣中的氧氣分離出來；熱能動能轉化單元30與煙氣出口103相連通，且熱能動能轉化單元30與氧氣制備單元20相連，用以將煙氣出口103排出的煙氣中的熱能轉化為動能，動能提供給氧氣制備單元20。

上述低成本無氮燃燒制氧系統中，燃料在燃燒單元10進行燃燒能夠產生大量的高溫煙氣。將熱能動能轉化單元30與燃燒單元10相連通，能夠將上述高溫煙氣輸送至熱能動能轉化單元30中。由于上述煙氣具有較高的溫度，因而通過熱能動能轉化單元30能夠回收煙氣中的熱能，將其轉化為動能，并將上述動能提供給氧氣制備單元20。由此可知，本申請提供的上述低成本無氮燃燒制氧系統減少了動能-電能及電能-動能的能量轉換過程，進而降低了能量轉換過程中的能量耗損，提高了能量利用率，并降低了氧氣的制備成本。優選地上述燃燒單元10為加熱爐或燃氣輪機。

優選地，本申請提供的低成本無氮燃燒制氧系統還包括氧氣供應裝置，上述氧氣供應裝置與助燃氣入口101相連通，以向燃燒單元10供應氧氣，這有利于降低燃燒過程中產生氮氧化合物，進而提高上述低成本無氮燃燒制氧系統的環保性。

在一種優選的實施方式中，熱能動能轉化單元30包括余熱回收裝置31和蒸汽透平32、余熱回收裝置31設置有煙氣入口311和蒸汽出口312，煙氣入口311與煙氣出口103相連通，余熱回收裝置31用于吸收煙氣中的熱量。蒸汽透平32設置有蒸汽入口321，且蒸汽入口321與蒸汽出口312通過蒸汽輸送管路相連通。

熱能動能轉化單元30的工作原理為：循環工質吸收從燃燒單元10排出的煙氣中的熱量，并形成高溫蒸汽；然后上述高溫蒸汽進入蒸汽透平32中并驅動其做功，以對外輸出動能。上述設置能夠將燃燒單元10產生的煙氣中的熱能轉化為動能，并以動能為能量源驅動氧氣制備單元20工作，從而節省了氧氣制備單元20所需的大量的電能消耗。上述循環工質包括但不限于水。

在一種優選的實施方式中，蒸汽透平32還設置有循環工質出口322，且循環工質出口322與余熱回收裝置31通過循環工質輸送管路相連通；熱能動能轉化單元30還包括第一冷卻裝置33，第一冷卻裝置33設置在循環工質輸送管路上。將循環工質在余熱回收裝置31中吸收熱量轉化為高溫蒸汽，高溫蒸汽在蒸汽透平32中做功后，經循環工質出口322進入至第一冷卻裝置33中，冷卻降溫后進入至余熱回收裝置31，這有利于將循環工質再次作為冷媒吸收煙氣熱量，從而使循環工質進行重復利用，節約成本。

在一種優選的實施方式中，熱能動能轉化單元30還包括循環工質泵34，且循環工質泵34設置在余熱回收裝置31與第一冷卻裝置33之間的循環工質輸送管路上，這有利于提高循環工質的循環速率。

在一種優選的實施方式中，氧氣制備單元20包括第一氣體壓縮裝置21、第二冷卻裝置22、冷量供應裝置23和精餾裝置24。第一氣體壓縮裝置21設置有第一空氣入口211和壓縮空氣出口212；第二冷卻裝置22與壓縮空氣出口212通過壓縮空氣輸送管路相連通；冷量供應裝置23用于為第二冷卻裝置22供應冷量；及精餾裝置24與第二冷卻裝置22經液態空氣輸送管路相連通，第一氣體壓縮裝置21和冷量供應裝置23由熱能動能轉化單元30輸出的動能驅動。

將空氣通入第一氣體壓縮裝置21進行壓縮，得到高壓濕空氣(壓縮空氣)；將高壓濕空氣通入第二冷卻裝置22中，將其轉化為液態空氣；冷量供應裝置23用于為上述第二冷卻裝置22提供冷量，同時熱能動能轉化單元30中蒸汽透平32輸出的動能用于驅動冷量供應裝置23運轉。液態空氣進入至精餾裝置24，利用氧、氮組分沸點的不同，從而使氧和氮在精餾裝置24中分離。優選地，上述冷量供應裝置23為膨脹制冷裝置。上述冷量供應裝置23還可以為脫水裝置40提供冷量。

在一種優選的實施方式中，氧氣制備單元20還包括：第一空氣凈化裝置25，用以去除空氣中的水、二氧化碳和粉塵，設置在壓縮空氣輸送管路上。在壓縮空氣的輸送管路上，設置第一空氣凈化裝置25，能將高壓濕空氣中的水、二氧化碳和粉塵進行脫除，這有利于提高液態空氣的純度，進而提高精餾過程得到的氧氣的純度。

在一種優選的實施方式中，從精餾裝置24分離出的氧氣經氧氣出口241與助燃氣入口101通過氧氣輸送管路相連通。這樣的設置能將氧氣作為助燃氣通入燃燒單元10，并參與燃燒反應。由于助燃氣中不包含氮氣，因而燃燒得到的煙氣的主要成分是co2，且幾乎沒有氮氧化物的生成，這有利于co2的回收，屬綠色低碳節能工藝過程，進而提高了上述低成本無氮燃燒制氧系統的環保性。

在一種優選的實施方式中，煙氣回收口313與助燃氣入口101通過煙氣回收管路相連通。將上述煙氣回收口313與助燃氣入口101相連通能夠將經過熱量回收的煙氣重新輸送至燃燒單元10，以一定比例與氧氣混合后作為助燃氣進入至燃燒單元，一方面可以改善燃燒特性，另一方面沒有燃燒完全的氣體可以再次利用，進而節約工藝成本。

在一種優選的實施方式中，低成本無氮燃燒制氧系統還包括脫水裝置40和脫硫除塵裝置50。脫水裝置40設置在煙氣回收管路上；及脫硫除塵裝置50設置在脫水裝置40與余熱回收裝置31之間的煙氣回收管路上。在煙氣回收管路上，設置脫水裝置40和脫硫裝置有利于脫除二次利用的煙氣中的水分和硫化物，進而有利于降低煙氣中的酸性氣體，提高工藝的環保性。優選地，上述脫水裝置40為換熱裝置。從余熱回收裝置31中排除的煙氣通入上述換熱裝置后，煙氣中的水分會因冷凝而液化，進而實現去除煙氣中的水分的目的，同時水分還可以回收利用。

在一種優選的實施方式中，低成本無氮燃燒制氧系統還包括分流裝置60和二氧化碳回收裝置70。分流裝置60設置在脫水裝置40下游的煙氣回收管路上。二氧化碳回收裝置70與分流裝置60相連通，用于收集從煙氣回收管路中分流出的二氧化碳。

在脫水裝置40下游的煙氣回收管路上，設置分流裝置60，并使上述分流裝置60與二氧化碳回收裝置70相連通。這樣的設置能夠將第二煙氣輸送管道中的煙氣進行分流，進而根據需要回收一定量的二氧化碳。上述二氧化碳回收裝置70優選二氧化碳捕集回收裝置。

優選，上述低成本無氮燃燒制氧系統還包括由三通閥61，上述三通閥61分別于氧氣輸送管以及煙氣回收管路相連通，用于將煙氣回收管路中的煙氣和氧氣輸送管路中的氧氣混合后，然后將得到的混合氣體輸送至燃燒單元10參與燃燒反應。

優選，上述低成本無氮燃燒制氧系統還包括風機62，該風機62設置在分流裝置60與脫水裝置40之間的煙氣回收管路上。

優選地，本申請提供的低成本無氮燃燒制氧系統可以利用加熱爐輸出的熱能，并將上述熱能，并將熱能轉化為動能輸送給氧氣制備單元20的動力設備，如壓縮機、透平膨脹機等，所述該系統可以應用于石油、化工、火電廠、城市熱力、冶金、焦化等領域。

在一種優選的實施方式中，如圖3所示，上述氧氣制備單元20為變壓吸附制氧系統，包括鼓風機26，第二空氣凈化裝置27，第二氣體壓縮裝置29、吸附塔28、真空泵281，且鼓風機26與第二空氣凈化裝置27、吸附塔28、第二氣體壓縮裝置29依次相連通，真空泵281與吸附塔28相連通。空氣經第二空氣入口261進入鼓風機26，然后經第二空氣輸送管路輸送至在第二空氣凈化裝置27進行脫油除水后，進入至吸附塔28。真空泵281與吸附塔28相連，氮氣和氧氣在吸附塔28中進行分離。分離出的氧氣經第二氣體壓縮裝置29壓縮后輸送至助燃氣入口101，以為燃燒單元10提供助燃劑。上述鼓風機26優選為羅茨風機。上述蒸汽透平32對外輸出的動能用以驅動鼓風機26、第二氣體壓縮裝置29和真空泵281。

以下結合具體實施例對本申請作進一步詳細描述，這些實施例不能理解為限制本申請所要求保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，本申請提供了一種低成本無氮燃燒制氧系統。上述低成本無氮燃燒制氧系統中，氧氣經助燃氣入口101、燃料氣經燃料入口102輸送至燃燒單元10(加熱爐)中進行充分燃燒，得到高溫煙氣。高溫煙氣在余熱回收裝置31中與冷水介質進行熱交換，得到低溫煙氣。

上述低溫煙氣經煙氣回收口313輸送至脫硫除塵裝置50中，脫除低溫煙氣中的硫化物和粉塵。然后將脫硫除塵后的低溫煙氣輸送至脫水裝置40中進行冷凝，以使上述低溫煙氣中的水分冷凝而從低溫煙氣中去除。經過脫水、脫硫和脫塵處理后的低溫煙氣中一部分經分流裝置60(三通閥)分流至助燃氣入口101輸送至燃燒單元10，并參與燃燒反應；另一部分經分流裝置60(三通閥)分流至二氧化碳回收裝置70二氧化碳捕集回收裝置中回收二氧化碳，而由二氧化碳回收裝置70中逃逸出的不凝氣經煙囪71排放。

從高溫煙氣中回收的熱量使的循環工質(水)轉化為高溫蒸汽，高溫蒸汽進入蒸汽透平32中進行做功，進而將熱能轉化為動能。高溫蒸汽經做工后轉化為低溫蒸汽，并從蒸汽透平32中排出。排出的低溫蒸汽經過第一冷卻裝置33和循環工質泵34輸送回余熱回收裝置31循環利用以回收煙氣余熱。

在低成本無氮燃燒制氧系統中，空氣由第一空氣入口211進入第一氣體壓縮裝置21進行壓縮得高壓濕空氣，然后經壓縮空氣出口212將上述高壓濕空氣通入第一空氣凈化裝置25(過濾裝置)進行凈化，以脫除高壓濕空氣中的粉塵、水分和二氧化碳。凈化后的高壓濕空氣輸送至第二冷卻裝置22(換熱器)中深冷液化，得到液態空氣。然后將上述液態空氣輸送至精餾裝置24進行精餾，得到氧氣和氮氣。其中第二冷凝裝置所需的冷量來自于冷量供應裝置23(膨脹機)制冷。第一氣體壓縮裝置21和冷量供應裝置23(膨脹機)的驅動能量來自于余熱回收單元的蒸汽透平32做功。

本申請的上述低成本無氮燃燒制氧系統，通過余熱回收裝置31，將燃燒單元10得到的高溫煙氣進行回收。回收的熱能經蒸汽透平32轉換為動能，并以此動能為能量源驅動氧氣制備單元20，這有利于節省氧氣制備單元20所需的電能。另一方面，以純氧氣替代傳統工藝中的空氣，參與燃料的燃燒反應，得到的煙氣中的主要成分是co2和h2o。煙氣經脫硫除塵、脫水后，進入二氧化碳回收裝置70(二氧化碳捕集回收裝置)回收。回收的co2可進一步提純精制為產品級，實現了較好的經濟效益，回收co2后的煙氣可經煙囪中排出。

實施例2

如圖2所示，本申請提供了一種低成本無氮燃燒制氧系統。上述低成本無氮燃燒制氧系統中，氧氣經助燃氣入口101、燃料氣經燃料入口102輸送至燃燒單元10(燃氣輪機)中進行充分燃燒，得到高溫煙氣。高溫煙氣在余熱回收裝置31中與冷水介質進行熱交換，得到低溫煙氣。

上述低溫煙氣經煙氣回收口313輸送至脫硫除塵裝置50中，脫除低溫煙氣中的硫化物和粉塵。然后將脫硫除塵后的低溫煙氣輸送至脫水裝置40進行冷凝，以使上述低溫煙氣中的水分冷凝而從低溫煙氣中去除。經過脫水、脫硫和脫塵處理后低溫煙氣，一部分經分流裝置60(三通閥)分流，通過助燃氣入口101輸送至燃燒單元10，并參與燃燒反應；另一部分經分流裝置60(三通閥)分流，輸送至二氧化碳回收裝置70(二氧化碳捕集回收裝置)中回收二氧化碳，而由二氧化碳回收裝置70中逃逸出的不凝氣經煙囪71排放。

從高溫煙氣中回收的熱量使的循環工質(水)轉化為高溫蒸汽，高溫蒸汽進入蒸汽透平32中進行做功，進而將熱能轉化為動能。高溫蒸汽經做工后轉化為低溫蒸汽，并從蒸汽透平32中排出。排出的低溫蒸汽經過第一冷卻裝置33和循環工質泵34輸送回余熱回收裝置31循環利用以回收煙氣余熱。

在低成本無氮燃燒制氧系統中，空氣由第一空氣入口211進入第一氣體壓縮裝置21進行壓縮得高壓濕空氣，然后經壓縮空氣出口212將上述高壓濕空氣通入第一空氣凈化裝置25(過濾裝置)進行凈化，以脫除高壓濕空氣中的粉塵、水分和二氧化碳。凈化后的高壓濕空氣輸送至第二冷卻裝置22(換熱器)中深冷液化，得到液態空氣。然后將上述液態空氣輸送至精餾裝置24進行精餾，得到氧氣和氮氣。其中第二冷凝裝置所需的冷量來自于冷量供應裝置23(膨脹機)制冷。且第一氣體壓縮裝置21和冷量供應裝置23(膨脹機)的驅動能量來自于余熱回收單元的蒸汽透平32做功。

本申請的上述低成本無氮燃燒制氧系統，通過余熱回收裝置31，將燃燒單元10(燃氣輪機)得到的高溫煙氣進行回收。回收的熱能經蒸汽透平32轉換為動能，并以此動能為能量源驅動氧氣制備單元20，這有利于節省氧氣制備單元20所需的電能。另一方面，以純氧氣替代傳統工藝中的空氣，參與燃料的燃燒反應，得到的煙氣中的主要成分是co2和h2o。煙氣經脫硫除塵、脫水后，進入二氧化碳回收裝置70(co2捕集回收單元)回收。回收的co2可進一步提純精制為產品級，實現了較好的經濟效益，回收co2后的煙氣可經煙囪中排出。

實施例3

如圖3所示，本申請提供了一種低成本無氮燃燒制氧系統。上述低成本無氮燃燒制氧系統中，氧氣經助燃氣入口101、燃料氣經燃料入口102輸送至燃燒單元10(加熱爐)中進行充分燃燒，得到高溫煙氣。高溫煙氣在余熱回收裝置31中與冷水介質進行熱交換，得到低溫煙氣。

上述低溫煙氣經煙氣回收口313輸送至脫硫除塵裝置50中，脫除低溫煙氣中的硫化物和粉塵。然后將脫硫除塵后的低溫煙氣輸送至脫水裝置40進行冷凝，以使上述低溫煙氣中的水分冷凝而從低溫煙氣中去除。經過脫水、脫硫和脫塵處理后低溫煙氣，一部分經分流裝置60(三通閥)分流，通過助燃氣入口101輸送至燃燒單元10，并參與燃燒反應；另一部分經分流裝置60(三通閥)分流，輸送至二氧化碳回收裝置70二氧化碳捕集回收裝置中回收二氧化碳，而由二氧化碳回收裝置70中逃逸出的不凝氣經煙囪71排放。

從高溫煙氣中回收的熱量使的循環工質(水)轉化為高溫蒸汽，高溫蒸汽進入蒸汽透平32中進行做功，進而將熱能轉化為動能。高溫蒸汽經做工后轉化為低溫蒸汽，并從蒸汽透平32中排出。排出的低溫蒸汽經過第一冷卻裝置33和循環工質泵34輸送回余熱回收裝置31循環利用以回收煙氣余熱。

在低成本無氮燃燒制氧系統中，空氣由第二空氣入口261進入鼓風機26進入至第二空氣凈化裝置27進行脫油除水后，得到凈化后的空氣。然后將上述凈化后的空氣進入至吸附塔28中，真空泵281與吸附塔28相連，空氣中的氮氣和氧氣在吸附塔28中分離。上述蒸汽透平32對外輸出的動能用以驅動鼓風機26、第二氣體壓縮裝置29和真空泵281。

本申請的上述低成本無氮燃燒制氧系統，通過余熱回收裝置31，將從燃燒單元10排出的高溫煙氣中的熱量進行回收。回收的熱能經蒸汽透平32轉換為動能，并以動能為能量源驅動氧氣制備單元20，這有利于節省氧氣制備單元20所需的電能。另一方面，以純氧氣替代傳統工藝中的空氣，參與燃料的燃燒反應，得到的煙氣中的主要成分是co2和h2o。煙氣經脫硫除塵、脫水后，進入二氧化碳回收裝置70(二氧化碳捕集回收裝置)回收。回收的co2可進一步提純精制為產品級，實現了較好的經濟效益，回收co2后的煙氣可經煙囪中排出。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。