[發明專利]一種4D多維低氮燃燒器

在審

• 申請號: 201410189268.4
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN105090940A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 賴友祥;莊偉;劉革偉
• 申請（專利權）人: 武漢天和技術股份有限公司
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23C7/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

技術領域

本發明屬于煤粉爐低氮燃燒技術領域,涉及一種降低煤粉鍋爐氮氧化物排放的燃燒技術,尤其涉及一種4D多維低氮燃燒器。

背景技術

我國是一個以煤為主要能源的發展中國家，煤炭資源占我國能源生產和消費總量的75%左右，中國煤炭工業協會提供的統計數據顯示，2012年全國原煤產量達36.5億噸，其中用于火力發電的用煤占原煤產量的50%左右，到2020年估計年發電用煤將達20億噸。在今后20~30年內，煤電仍將占60%左右，而且這一狀況幾十年內不會改變。

煤在燃燒過程中，會產生大量的污染物，其中危害極大且難于處理的是氮氧化物NOx。研究表明，每燃燒1噸原煤會產生8～9kg氮氧化物，它對人類賴以生存的環境以及人類自身的危害極其嚴重：一方面，NOx是形成酸雨的主要因素；另一方面，NOx在一定條件下可以和碳氫化合物一起形成光化學煙霧，嚴重危害人類健康，惡化人類賴以生存的環境。據統計，2011年我國氮氧化物排放總量2404.3萬噸,比上年上升5.74%。預計到2020年，我國氮氧化物排放量將超過美國成為第一大氮氧化物排放國,因此，控制氮氧化物排放的問題已刻不容緩。

我國環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局于2011年7月頒布了新修訂的國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2011，于2012年1月1日正式實施。新標準中對火電廠燃煤鍋爐NOx排放做了嚴格的規定，到2014年7月1日，除部分鍋爐機組NOx排放應不大于200mg/Nm3外，其余大部分鍋爐機組NOx排放應不大于100mg/Nm3。對于不滿足排放標準的火電廠將實行曝光、罰款和關停的處罰措施，因此，開發技術有效可行、經濟適用的低氮燃燒技術具有非常重要的環保、經濟和社會效益。

專利號為“ZL200610090797.4”，授權公告號為“CN100504164C”，名稱為“一種低氮氧化物排放的燃煤方法”的中國發明專利公開了一種低氮氧化物排放的燃煤方法，采用絕熱循環流化床燃燒室產生的高溫富氧煙氣座位煤粉鍋爐的高溫低氧配風，向循環流化床燃燒室中加入燃料，再從燃燒室底部通入的一次風中燃燒，在燃燒室下部形成還原區；從燃燒室中部通入二次風，使燃燒室出口煙氣溫度控制在800-950℃；出口煙氣經分離器分離出循環灰后，座位煤粉鍋爐的配風送入煤粉鍋爐爐膛，引燃煤粉，并在煤粉鍋爐燃燒器區域形成還原區；從煤粉鍋爐爐膛燃燒器上方通入燃盡風，使得煤粉鍋爐爐膛出口空氣過量系數達到1.1-1.25。該方法雖然可以應用高溫空氣燃燒技術，在一定程度上實現燃煤過程的低NOx的排放，但是該方法及其所用到的裝置,因受到其燃燒所用空氣模式的局限性影響，難以將燃煤鍋爐中氮氧化物的排放值有效降低至50%以上，難以滿足實際生產工作的需要。

專利號為“ZL200910071378.X”，授權公告號為“CN101482262B”，名稱為“可降低氮氧化物排放量的褐煤鍋爐燃燒方法”的中國發明專利公開了一種可降低氮氧化物排放量的褐煤鍋爐燃燒方法，其采用爐膛內從下至上分為主燃區和燃盡區的褐煤鍋爐，主燃區和燃盡區之間以燃盡風噴口為界；褐煤燃燒過程中氨基還原劑霧化后分級噴入主燃區、燃盡區和水平煙道，其中通過配風控制主燃區過量空氣系數為0.9-1，燃盡區過量空氣系數為1.15-1.1:1；燃盡區和水平煙道中噴入的氨基還原劑所產生的NH₃與主燃區煙氣中氮氧化物的摩爾比為0.5-1.1:1；燃盡區和水平煙道中噴入的氨基還原劑所產生的NH₃與燃盡區及水平煙道煙氣中總氮氧化物的摩爾比為0.6-1.5:1，并控制鍋爐出口的氨漏失量小于5ppm。該方法及其所采用的裝置,雖然可以采用選擇性非催化還原技術脫硝率低的問題，在一定程度上提供可降低氮氧化物排放量的褐煤鍋爐燃燒方法，但是該方法同樣受到其燃燒所用空氣模式的局限性影響，同樣難以將燃煤鍋爐中氮氧化物的排放值有效降低至50%以上，所以仍然難以滿足實際生產工作的需要，同時還存在生產成本高的缺點。

總體來說，現有的有關燃煤鍋爐的燃燒技術，具體到目前的低氮燃燒技術中，其多僅僅是在一定程度上實現了降低燃煤過程中氮氧化物的排放量，但是都沒有真正解決其燃燒所用空氣模式的局限性影響的問題，難以將燃煤鍋爐中氮氧化物的排放值有效降低至50%以上，所以仍然難以滿足實際生產工作的需要，同時其還多存在生產效率低和生產成本高的缺點。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種4D多維低氮燃燒器，其通過采用4D（即四維）低氮燃燒技術，以解決其燃燒所用空氣模式的局限性影響的問題，將燃煤鍋爐中氮氧化物的排放值有效降低至50%以上，從而滿足實際生產工作的需要。