[實用新型]一種用于降低混煤燃燒NOx排放的沉降爐裝置

有效

• 申請號: 201621207664.6
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN206669720U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張成;王廷旭;陳前明;李壯揚;馬侖;張小培;方慶艷;陳剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;廣東省粵電集團有限公司沙角C電廠
• 主分類號: F23C9/06
• 分類號: F23C9/06;F23J15/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 周磊

技術領域

本實用新型屬于沉降爐領域，更具體地，涉及一種用于降低混煤燃燒NOx排放的沉降爐裝置。

背景技術

隨著我國工業化不斷推進，能源消耗持續增加，提高能源利用率，改進消費結構等成為目前亟需解決的問題。煤炭作為中國能源消費的主導燃料，在2014年，煤炭在能源消費中占比為66％，電廠等工業燃煤產生大量二氧化碳，硫化物，氮氧化物，對環境造成嚴重污染，帶來溫室效應、酸雨等危害。《全國環境統計公報》(2014年)中指出：我國氮氧化物排放量為2078.0萬噸，工業氮氧化物排放量1404.8萬噸，約占全國氮氧化物排放量的67.6％。

降低CO₂和NOx排放已成為全球關注的問題。目前，NOx減排技術分為兩類：一類是煙氣脫硝技術，需要催化劑完成脫硝反應，該技術費用昂貴；另一類是低NOx燃燒技術，其中煤粉燃燒技術被認為是一種可以同時控制CO₂、NOx排放的新型燃燒技術。近年來燃燒引起大家高度重視，研究發現煤粉在燃燒條件下，煤粉燃燒不穩定以及燃盡率降低。為了改善燃燒不穩定現象以及提高煤粉燃盡率，采用提高氧濃度的方法，隨著氧濃度的提高，著火特性得到改善，燃盡率提高，燃燒趨于穩定；NOx生成量卻不斷升高。提高氧濃度，改善燃燒特性與降低NOx排放的作用相互矛盾。

燃燒煙氣循環技術，因煤粉不完全燃燒，煙氣主要含有CO₂，CO，NOx 和未燃碳等，煙氣循環至爐膛再燃，CO和未燃碳顆粒進入爐膛內，進一步燃燒，提高了煤粉的燃盡率，同時煙氣中CO₂濃度進一步提高，實驗研究可高達98％，有利于CO₂的捕捉及封存。煙氣中的NOx被還原，降低了 NOx的生成，研究發現，煙氣中被還原的NOx部分主要集中在爐膛上部，煤粉在燃燒的初期釋放大量的具有還原性的揮發分，煙氣中的NOx被煤粉釋放的揮發分還原。

在電站鍋爐中，投入的煤種多變，實際當中所用煤種的各項參數與設計煤種有著較大的差異，嚴重影響了電站鍋爐的經濟性和安全性。目前，混燃技術廣泛應用于大型燃煤電站鍋爐，大型燃煤電站鍋爐沿爐膛高度方向上通常配有多層燃燒器，不同層燃燒器到爐膛出口的距離不同，由不同層燃燒器噴入的煤粉在爐內的沿程距離也不同。在爐內有限的空間和距離下，燃料的停留時間和延遲混合的時間對燃燒的經濟性和排放特性會產生較大影響。同時，煤粉在“爐內”摻混燃燒下，不同煤種的摻混比例對燃燒的經濟性和排放特性也會產生較大影響。而就“爐外”摻混燃燒方式來說，不同特性煤種在爐外按照一定比例摻混之后送入爐內燃燒，因煤種差異性，高揮發分煤種先燃，使得低揮發分煤種處于欠氧狀態，抑制了低揮發分煤種的著火。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于降低混煤燃燒NOx排放的沉降爐裝置，實現不同煤種的煤粉在燃燒條件下，通過煙氣分級循環，改變不同的入口位置的循環煙氣量，降低NOx排放，提高煤粉燃盡率和燃燒穩定性。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種用于降低混煤燃燒NOx排放的沉降爐裝置，其特征在于，包括沉降爐爐體、給粉管道組件和煙氣分級循環組件，其中，所述給粉管道組件包括二次風管和兩根一次風粉管，所述煙氣分級循環組件包括主煙氣管和兩根煙氣循環管，所述二次風管豎直安裝在所述沉降爐爐體的爐膛的上部，以用于向所述爐膛內輸送純氧以助燃，所述兩根一次風粉管分別豎直安裝在所述二次風管的內壁上且分別伸入所述爐膛內，兩根一次風粉管分別為一次風粉管A和一次風粉管B并且它們分別用于向所述爐膛內送入煤粉A和煤粉B，所述主煙氣管的一端連接所述沉降爐爐體的煙氣出口A并且其另一端分別連接兩根所述煙氣循環管，兩根所述煙氣循環管分別為煙氣循環管A和煙氣循環管B并且它們均用于向所述爐膛內輸送煤粉燃燒產生的煙氣，其中煙氣循環管A遠離所述主煙氣管的一端與一次風粉管A的出口端在同一水平面 A上，以使煙氣與煤粉A充分混合，煙氣循環管B遠離主煙氣管的一端與一次風粉管B的出口端在同一水平面B上，以使煙氣與煤粉B充分混合，并且所述水平面A和所述水平面B的高度不同。

優選地，所述給粉管道組件還包括入口冷卻水裝置，所述入口冷卻水裝置安裝在所述二次風管的內壁上并且穿過所述二次風管，以用于對所述一次風粉管、煙氣循環管和二次風管強制對流換熱降溫，兩根所述一次風粉管和兩根所述煙氣循環管均穿過所述入口冷卻水裝置。

優選地，所述主煙氣管上設置有煙氣循環真空泵，以用于輸送煙氣。