[發明專利]具有廢氣再循環的用于氧氣燃燒鍋爐的旋風爐

無效

• 申請號: 200680014739.1
• 申請日: 2006-04-11
• 公開（公告）號: CN101189474A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: D·K·麥克唐納德;D·J·德沃爾特
• 申請（專利權）人: 巴布考克及威爾考克斯公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 浦易文

技術領域

本發明一般地涉及燃燒爐領域，并具體涉及產生減少的NOx排放的新型的實用旋風爐。

背景技術

從20世紀50年代早期開始，旋風爐已經用作燃燒煤的有效方法。它們還可用于較小的鍋爐，因為高達90％的灰被敲打出爐底，而可采用較小的對流通道而不會在傳熱表面形成爐渣。但是，隨著現今環境下對NOx排放限制得越來越嚴格，旋風爐由于它們大量產生NOx而不再是燃燒煤的理想方法。

可在Babock&Wilcox(一個McDermott公司)發表的STEAM-ITSGENERATION?AND?USE(蒸汽-它的產生和使用)??第40期第14章中得到關于旋風爐的構造和操作的更多信息。

發明內容

本發明的目的是提供一種旋風爐方法和裝置，它可減小NOx排放且同時保留旋風爐的許多優點。

正在研究中的一種通過使二氧化碳富集而便于碳分離(sequester)的新技術用注入再循環的廢氣的氧氣替代空氣來燃燒鍋爐。富含CO₂的氣流是有利的，因為它更便于分離。氧氣燃燒的鍋爐的另外優點是還產生很低的NOx排放，因為在再循環廢氣中不再含有空氣燃燒通常會引入的氮氣。但是，伴隨再循環廢氣中高濃度二氧化碳的還有高濃度的水分。因為這兩個濃度，用粉煤燃燒方法實現煤的完全燃燒變得很成問題。

本發明在新型鍋爐中使用旋風燃燒器，它通過再循環廢氣來利用氧氣燃燒，以實現富集二氧化碳的目的。這種組合利用旋風爐的燃燒效率來克服再循環廢氣中內在的高水分含量問題并消除了空氣燃燒的旋風爐產生的高NOx水平。另外的優點是：1)產生的飛灰少，允許更高的對流通道速度，從而可采用更近間隔的對流通道設計和較小的鍋爐；以及2)可消除粉碎器，因為僅需要碎煤，可減小輔助用電，有助于補償產生氧氣所需電能消耗。

因而，本發明的目的是提供一種旋風爐，它包括：旋風燃燒器，具有旋風桶，該旋風桶具有再進入喉部；主爐，連接到再進入喉部以將燃燒產物從再進入喉部傳送(pass)到主爐并沿著主爐傳送，該燃燒產物包括富含二氧化碳的廢氣；碎固體燃料供應裝置，連接到旋風桶用于向旋風燃燒器供應燃料；氧氣供應裝置，連接到旋風桶用于向旋風燃燒器供應基本上不含氮氣的氧氣；以及用于使至少一些廢氣從主爐再循環到旋風桶的裝置。

本發明的另一目的是提供一種操作旋風爐的方法，該旋風爐具有旋風燃燒器，旋風燃燒器具有旋風桶和再進入喉部，該旋風爐還具有連接到再進入喉部的主爐，該方法包括：向旋風桶供應碎固體燃料；向旋風桶供應基本上不含氮氣的氧氣；在旋風燃燒器中點燃氧氣和碎燃料以形成燃燒產物，該燃燒產物被傳送到主爐并沿著主爐傳送，該燃燒產物包括富含二氧化碳的廢氣；以及使至少一些廢氣從主爐再循環到旋風桶。

表現本發明特性的各新穎的特征在所附的并形成本公開文本的一部分的權利要求書中具體指出。為了更好地理解本發明、其操作優點和通過其使用可實現的具體目標，請參考示出了本發明的較佳實施例附圖和描述內容。

附圖說明

在附圖中：

圖1是附圖中僅有的圖，且為根據本發明的旋風爐的示意性側視圖。

具體實施方式

現參照附圖，圖1示出了總體用標號10表示的旋風爐，旋風爐10具有總體用12表示的旋風燃燒器，旋風燃燒器12具有大致圓筒形旋風桶14，旋風桶14具有出口或再進入喉部16，用于排放已在旋風爐中產生的燃燒產物，如本公開文本稍后將解釋的那樣。喉部16連接于主爐18的下端，方向向上的箭頭表示包括富含二氧化碳的廢氣的燃燒產物。

來自這些熱燃燒產物的熱量較佳地由鍋爐環境中的包含水和/或蒸汽的管道帶走，且在那里熱量用于其它目的。

碎煤而不是粉煤存儲在煤料倉20中，且使用已知設備沿燃料供應管線22將煤供應到徑向燃燒器24頂部的碎煤入口。通過供應裝置26將主級和三級廢氣供應到燃燒器24，同時沿切線方向將主級廢氣通過主級廢氣供應裝置28供應到旋風桶14。

根據本發明，主級、次級和三級廢氣供應的一個或多個，不是向旋風爐供應空氣，而是供應基本上無氮的氧氣，不過不需要純氧。

然后該富含氧氣的廢氣與碎煤混合，并被主油或氣體燃燒器以已知方式點燃以在桶14內產生漩渦線表示的燃燒產物的漩渦物質。

根據本發明的顯著特征，至少一些富含二氧化碳的廢氣沿著再循環管線30循環或再循環返回到旋風爐。獨立地或作為主級、次級或三級廢氣流或混合在這些氣流中的氧氣中任何一種的一部分來供應再循環廢氣。