[實(shí)用新型]一種空氣分級(jí)解耦燃燒機(jī)械爐排燃燒爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720174699.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN206488268U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝江平;劉新華;李靜海;高士秋;白建康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號(hào): F23B90/06
• 分類號(hào): F23B90/06;F23B80/04;F23B30/08;F23L9/00;F23M5/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 張海英,林波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤炭燃燒設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣分級(jí)解耦燃燒機(jī)械爐排燃燒爐及其燃燒方法。

背景技術(shù)

由于傳統(tǒng)的機(jī)械爐排爐采用爐膛和爐拱輻射加熱煤層上部的“上點(diǎn)火”方式，為了提高點(diǎn)火性能，后爐拱必須延伸到前拱下，爐膛出口在煤點(diǎn)火和燃燒初期的區(qū)域，為保障可燃物離開爐膛后已經(jīng)燃盡，該區(qū)域必須高溫高氧，因而傳統(tǒng)的機(jī)械爐排爐不能在煤層著火階段和爐膛前部形成大范圍的獨(dú)立和可控的還原區(qū)，無論采取何種措施都無法在機(jī)械爐排燃燒爐實(shí)現(xiàn)真正意義的深度空氣分級(jí)燃燒。傳統(tǒng)機(jī)械爐排爐主要依靠煤燃燒過程在煤層和煤粒內(nèi)部形成的多種還原反應(yīng)層，來降低主要由焦炭氮產(chǎn)生的NOx的排放，對(duì)于燃燒初期階段揮發(fā)分氮產(chǎn)生的NOx始終無法有效控制，深度降低機(jī)械爐排燃燒爐NOx排放的問題多年來都沒有進(jìn)展。由于傳統(tǒng)爐爐膛出口位置靠近進(jìn)煤側(cè)，該區(qū)域通風(fēng)也最強(qiáng)，因而有大量粒徑較大、燃燒不完全的煤粒被煙氣帶出爐膛，造成飛灰含碳量較高，機(jī)械不完全燃燒損失較大。另外，上點(diǎn)火方式也不利于爐內(nèi)脫硫。一方面，爐膛出口下部的爐排燃燒強(qiáng)度非常高，另一方面，爐排后部的上層燃料脫硫反應(yīng)生成的硫酸鈣受下部煤層的加熱作用，很容易加速分解。因而，無論采取何種措施，上點(diǎn)火方式的爐內(nèi)脫硫效率都很難提高。

解耦燃燒技術(shù)為解決機(jī)械爐排燃燒爐NOx排放問題提供了可行的技術(shù)方案。現(xiàn)在雖然一些技術(shù)方案中通過對(duì)預(yù)燃燒室爐排和預(yù)燃燒室結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，在一定程度上解決了“下點(diǎn)火”穩(wěn)定燃燒的問題，但是這些技術(shù)方案僅解決了預(yù)燃燒室燃燒區(qū)的局部還原性氣氛問題，沒有在鍋爐的主燃燒區(qū)形成更大范圍的還原區(qū)；同時(shí)，對(duì)還原區(qū)的反應(yīng)過程控制缺乏有效的手段，不能根據(jù)煤質(zhì)和燃燒工況情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；另外，之前的技術(shù)沒有充分解決爐膛溫度的分區(qū)控制和飛灰含碳量大的問題，不能有效利用下點(diǎn)火方式的低溫燃燒特性，無法有效提高爐內(nèi)燃燒脫硫的效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出一種NOx排放低、燃燒效果好的空氣分級(jí)解耦燃燒機(jī)械爐排燃燒爐及其燃燒方法。

為達(dá)此目的，一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種空氣分級(jí)解耦燃燒機(jī)械爐排燃燒爐，包括預(yù)燃裝置和主爐體，所述預(yù)燃裝置的出口與所述主爐體的進(jìn)口連接，所述主爐體包括頂拱、位于所述頂拱下方并與所述頂拱形成主燃燒區(qū)的爐排、至少前部位于所述頂拱和所述爐排之間的后拱、位于所述后拱后端上方并與所述頂拱的后端之間形成第一出口的后墻，爐排后端為第二出口，所述主燃燒區(qū)的位于所述后拱前方的部分沿從前至后的方向依次包括連通的貧氧燃燒區(qū)和富氧燃燒區(qū)，所述頂拱和后拱上方之間為高溫燃盡區(qū)，爐排上方和后拱下方之間為低溫燃盡區(qū)。

進(jìn)一步地，所述頂拱下方設(shè)置有分隔墻，所述分隔墻前后分別為所述貧氧燃燒區(qū)和所述富氧燃燒區(qū)；所述分隔墻與所述爐排之間具有將貧氧燃燒區(qū)和富氧燃燒區(qū)連通的通道。

進(jìn)一步地，所述頂拱下方設(shè)置有分隔墻，所述分隔墻上設(shè)有若干通孔，所述貧氧燃燒區(qū)通過所述通孔與所述富氧燃燒區(qū)連通；所述通孔設(shè)有可調(diào)節(jié)開度的擋板，以控制流通截面積。

進(jìn)一步地，在所述預(yù)燃裝置的頂部和/或所述預(yù)燃裝置的兩側(cè)墻上設(shè)置有前置調(diào)節(jié)風(fēng)管，空氣由所述前置調(diào)節(jié)風(fēng)管的噴口射入所述預(yù)燃裝置的熱解氣化區(qū)或所述貧氧燃燒區(qū)內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述貧氧燃燒區(qū)設(shè)置有后置調(diào)節(jié)風(fēng)管，所述后置調(diào)節(jié)風(fēng)管設(shè)置于所述頂拱的頂部和/或所述貧氧燃燒區(qū)的兩側(cè)墻上，空氣由所述后置調(diào)節(jié)風(fēng)管的噴口射入所述貧氧燃燒區(qū)。

進(jìn)一步地，在所述富氧燃燒區(qū)和/或所述高溫燃盡區(qū)中設(shè)置有二次風(fēng)管，所述二次風(fēng)管設(shè)置在所述頂拱的頂部、和/或所述富氧燃燒區(qū)的兩側(cè)墻上、和/或所述高溫燃盡區(qū)的兩側(cè)墻上，空氣由所述二次風(fēng)管的噴口射入所述富氧燃燒區(qū)和/或所述高溫燃盡區(qū)。

另一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種基于上述任一所述的空氣分級(jí)解耦燃燒機(jī)械爐排燃燒爐的燃燒方法，包括如下步驟：

步驟A、煤炭進(jìn)入所述預(yù)燃裝置進(jìn)行熱解氣化產(chǎn)生半焦和熱解氣化煤氣；

步驟B1、步驟A產(chǎn)生的煤氣進(jìn)入所述貧氧燃燒區(qū)，在還原性氣氛下繼續(xù)燃燒、使得至少部分NOx被還原為N₂；

步驟C、步驟B1燃燒所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入富氧燃燒區(qū)充分燃燒，最后在高溫燃盡區(qū)燃盡后經(jīng)第一出口離開主爐體；

步驟B2、步驟A產(chǎn)生的半焦進(jìn)入到爐排上隨爐排向后方移動(dòng)，并與經(jīng)爐排下部進(jìn)入爐膛的助燃空氣反應(yīng)，逐漸燃盡后產(chǎn)生的固體產(chǎn)物經(jīng)第二出口排出主爐體。