[實用新型]一種低排放的燃煤鍋爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320557223.9
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN203560896U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 婁慧如;楊鳳玲;程芳琴;高利生
• 申請（專利權(quán)）人: 山西盛博凱科技有限公司
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23B10/02;F23L9/00
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 楊耀田

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鍋爐，具體屬于一種分區(qū)燃燒并配合使用還原性氣體強化脫氮的低排放的燃煤鍋爐。

背景技術(shù)

降低燃煤鍋爐煙氣中煙塵和其它氣態(tài)污染物的排放是解決環(huán)境污染的重要手段。目前我國中小型鍋爐普遍使用的是機械爐排鍋爐。目前國內(nèi)已有一些專利對于低氮燃燒提出一些可行技術(shù)，如：01118115.9，200710071814.4，CN?102635852A,CN?102777891?A,CN?102980174A,上述專利通過采用燃料分級燃燒、噴入促進劑及再燃燃料、助燃空氣分級、燃煤燃氣配合、煙氣循環(huán)等技術(shù)，將氮氧化物（NO_x）還原為氮氣，減少排放。CN01259302.8、CN?102980174A說明煤炭通過干餾可產(chǎn)生一些還原性氣體，如NH_i,HCN,CH_i,H₂,CO等,可將氮氧化物還原為N₂，并且半焦對氮氧化合物也有還原作用。另外，其他一些國家也有相關(guān)低氮燃燒的技術(shù)報道，如：EP?1155731?A1提出，用熱氧氣與含碳燃料如煤粉混合組成再燃燃料，使未一次燃燒煙氣中的NOx發(fā)生還原，從而降低其排放；US?2006257800A1則提出，在爐膛內(nèi)形成分開的富氧和貧氧區(qū)，減少NOx前驅(qū)體的形成，從而減少氮氧化物排放；US5139755A通過控制爐膛溫度和CO濃度在一定范圍內(nèi)，并通入NH₃強化再燃的還原作用來控制NOx的最終排放量。

專利ZL200820077007.3把球形型煤鍋爐分為炭化室和燃燒室，并在炭化室和燃燒室之間的干餾(熱解)氣通道進口布置濾網(wǎng),設(shè)置合理的煙氣輻射換熱通道。實踐證明該鍋爐可以大大降低煙塵和氮氧化物排放量并且燃燒效率高。但是，其設(shè)計還可以進一步優(yōu)化。

通過計算流體力學(xué)模擬專利ZL200820077007.3報道的鍋爐，發(fā)現(xiàn)煤干餾所產(chǎn)生的還原性氣體在炭化室、干餾氣導(dǎo)管及其出口附近濃度最高。在爐拱下方和爐排之間的某些部位、以及爐拱上方和爐頂之間的某些部位還原性氣體的濃度極低但是氮氧化物的濃度極高。另外，在傳統(tǒng)的通過分區(qū)燃燒除氮的層燃鍋爐中，干餾氣從炭化室進入燃燒室的前端（稱為還原區(qū)）。由于還原區(qū)內(nèi)的還原性氣體的濃度高而氮氧化物的濃度低，這種干餾氣的分布方式造成脫氮效率低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種分區(qū)燃燒并配合使用還原性燃氣強化脫氮的低排放的燃煤鍋爐。該鍋爐能最大限度地提高熱效率、降低煙塵排放和氮氧化物的排放。

本實用新型提供的一種低排放的燃煤鍋爐，由炭化室和燃燒室組成，所述的燃燒室包括后拱和前拱，所述的后拱中設(shè)置帶孔的耐高溫的輸氣管道或輸氣管道組；所述的前拱從炭化室和燃燒室之間的爐壁上伸向燃燒室，干餾氣導(dǎo)管從炭化室沿著爐壁下行通過前拱進入燃燒室的高溫高氮區(qū)域。

所述的干餾氣導(dǎo)管外設(shè)置同軸的二次風(fēng)套管，并設(shè)混合氣噴嘴。

所述的后拱中設(shè)置帶孔的耐高溫輸氣管道或輸氣管道組，用于輸送對氮氧化物具有還原性的氣體，如甲烷或含甲烷的工農(nóng)業(yè)廢氣（如煤礦乏風(fēng)或富集過的煤礦乏風(fēng)、低品位難以利用的煤層氣、沼氣等）。

所述前拱的設(shè)置可提高還原區(qū)的溫度，有利于煤干餾產(chǎn)生的氣體發(fā)揮其還原性能。

在炭化室產(chǎn)生的干餾氣體經(jīng)過煤層過濾，頂部濾網(wǎng)過濾，然后通過干餾氣導(dǎo)管引到燃燒室內(nèi)高溫高氮區(qū)域。在干餾氣導(dǎo)管外設(shè)一根同軸的二次風(fēng)套管，使還原氣與二次風(fēng)混合后由噴嘴噴出。

所述耐高溫輸氣管道設(shè)置至少10個孔。

該鍋爐可通過如下方式脫氮，i)通過設(shè)置炭化室使煤產(chǎn)生還原性干餾氣和半焦還原氮氧化物，并將干餾氣經(jīng)干餾氣導(dǎo)管通入燃燒室，與二次風(fēng)混合后由噴嘴噴出；ii)在后拱上布置一系列管路,管路上有一系列開孔或噴嘴向燃燒室噴射還原性氣體或含還原性氣體的工農(nóng)業(yè)和生活廢氣，從而進一步加強除氮。

甲烷的還原性能非常好。除天然氣和煤層氣以外，在工農(nóng)業(yè)中有很多含甲烷的廢氣，如煤礦乏氣(甲烷濃度0.1%～2%)或經(jīng)過富集的煤礦乏氣、低品位難以利用的煤層氣、沼氣(含甲烷50%～70%，可來自農(nóng)村沼氣池或垃圾場的沼氣池、廢水、淤泥處理廠等)或處理過的沼氣。在上述鍋爐中補充還原性氣體可通過如下設(shè)計實現(xiàn)：

i)在后拱上縱向、橫向布設(shè)若干管道來輸送含還原性氣體的氣流，管道上交錯布置若干開孔。由于爐拱處于爐膛內(nèi)的高溫部位，輸送的還原性氣體立即被預(yù)熱，除氮效果好。