[發明專利]低氮燃燒系統

有效

• 申請號: 201410323416.7
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104089279A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張家安;劉心志;張后雷;譚光偉;梁志偉;李潤林
• 申請（專利權）人: 北京科電瑞通科技股份有限公司
• 主分類號: F23B80/00
• 分類號: F23B80/00;F23L7/00
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 李楠

技術領域

本發明涉及清潔燃燒的領域，尤其涉及一種低氮燃燒系統。

背景技術

燃煤鍋爐是火力發電廠的主機，也是主要的NO_X排放源。目前，控制燃煤鍋爐NO_X排放的技術路徑，分為低氮燃燒技術和煙氣脫硝技術.

現有的低氮技術在實際使用時，往往造成鍋爐燃燒效率的下降。為了消除低氮燃燒造成的能效損失，而且受到氣源供應和運行成本的限制。

各種低氮燃燒技術中，例如將空氣分級燃燒技術用于低揮發分煤種(比如無煙煤和貧煤)時，由于燃料的燃盡性能較差，燃盡風后置使得殘炭的燃盡時間大幅度下降，通常會造成飛灰含碳量大幅度升高的不良后果，造成極其嚴重的能源浪費和經濟損失。

中國的火力發電行業，有大量燃用無煙煤或貧煤的鍋爐機組，每年消耗無煙煤和貧煤2億多噸，這些煤種的著火和燃盡性能很差，與燃用煙煤相比需要更高的爐膛溫度以保證穩定著火和飛灰燃盡，造成熱力型NO_X的大量生成，所以這些鍋爐機組在常規燃燒方式下，煙氣中的NO_X濃度皆在1000ppm以上(是煙煤鍋爐的2～3倍)，造成嚴重的環境污染。

由于初始NO_X濃度極高，這些鍋爐欲達到排放標準則需要使用龐大的煙氣脫硝裝置，同時消耗大量的昂貴并有毒性催化劑。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種低氮燃燒系統，可以降低氮氧化物的生成，而且可以實現高效的燃燒效果。

為實現上述目的，本發明提供了一種低氮燃燒系統，所述系統包括：

加濕器，用于提供水蒸氣；

二次風總管，與所述加濕器相導通，用于引導所述加濕器中的水蒸氣；

主燃燒區，與所述二次風總管相導通，將所述水蒸氣導入所述主燃燒區，使得在所述主燃燒區中利用水煤氣反應和水氣變換反應生成氫氣，利用氫氣從氮氧化物中還原出氮氣；

過渡區，與所述主燃燒區相導通，并且與所述主燃燒區的連接部具有二次增氫噴口，用于向所述過渡區噴射二次增氫介質，利用二氧化碳的還原反應和水煤氣反應再次生成氫氣，再次利用氫氣從氮氧化物中還原出氮氣；

燃盡區，與所述過渡區相導通，用于排出所述過渡區生成的氣體。

本發明低氮燃燒系統采用空氣加濕與過渡區二次增氫，是一種成本低廉的能夠兼顧燃燒效率和低氮燃燒的技術措施，可以在基本不增加能耗的前提下，調節煙氣中C-H-O的比例，其作用相當于將低揮發份煤種轉變為高揮發份煤種，使之具有類似的燃燒性能和NO_X排放性能。

附圖說明

圖1為本發明低氮燃燒系統的示意圖；

圖2為本發明低氮燃燒系統對應的低氮燃燒方法的流程圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

在典型的空氣分級型低氮爐膛中燃用低揮發分煤種時，必然會造成飛灰含碳量大幅度升高，從而使得空氣分級技術失去實用價值。為了解決上述問題，在常規的空氣分級型低氮燃燒系統的基礎上，本發明提出以空氣增濕為手段增加煙氣中氫元素的含量，在低氧燃燒區(主燃燒區)利用水蒸氣的水煤氣反應和水氣變換反應，增加當地的氫氣濃度，在還原NO_X的同時，使得難以燃盡的殘碳和一氧化碳轉變為容易燃盡的氫氣，在低氧燃燒區的出口利用不含氧氣但富含氫元素的氣體作為攪拌射流的介質，在燃盡風之前的過渡區內對NO_X進行二次還原，過渡區內同時還有飛灰殘碳二次氣化和一氧化碳的二次變換，則煙氣到達燃盡區時，煙氣中的一氧化碳和飛灰中的殘炭皆被大幅度削減，煙氣中殘余的可燃物主要為容易燃盡的氫氣。采用以上技術措施之后，可以同時達到低氮和高效燃燒的效果。

本發明涉及一種能夠大幅度降低燃煤鍋爐氮氧化物(NO_X)初始濃度的低氮燃燒系統，特別是一種燃用低揮發分煤種時，在降低NO_X初始濃度的同時能夠降低飛灰含碳量的低氮燃燒系統。在不升高飛灰含碳量的前提下，通過低氮燃燒技術削減煙氣中NO_X的初始濃度，對燃用無煙煤和貧煤的鍋爐機組具有特別重要的意義。

圖1為本發明低氮燃燒系統的示意圖，如圖所示，本發明具體包括：加濕器1、二次風總管3、主燃燒區21、過渡區22、燃盡區23和二次增氫噴口4。

加濕器1用于提供水蒸氣；二次風總管3與加濕器相導通，用于引導加濕器1中的水蒸氣。