[發明專利]一種熱解爐-煤粉鍋爐耦合的低NOx摻燒系統及方法

有效

• 申請號: 201811520916.4
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109578990B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 張錦萍;車得福;王長安;賈曉威;王鵬乾;杜勇博
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23C1/12
• 分類號: F23C1/12;F23C7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種熱解爐?煤粉鍋爐耦合的低NO_x摻燒系統及方法，包括由原煤倉、干燥器、煤熱解爐、半焦收集裝置和熱解氣除塵裝置等構成的煤熱解系統，與由半焦小料倉、磨煤機和脫硫裝置等構成的熱解半焦與煙煤的摻燒系統。本發明通過在煤粉爐前置熱解爐，將熱解得到的半焦大料和半焦小料分開儲存利用，半焦大料用作化工產品，半焦小料用作燃料和煙煤在煤粉爐內分層摻燒，并將部分熱解氣作為鍋爐的再燃燃料噴入爐膛再燃，本發明在解決半焦小料和熱解氣資源浪費和燃燒過程中存在的諸多問題的同時，降低了NO_x的生成，實現了能量的充分利用。本發明無需對現有煤粉爐進行改造，經濟環保，適應性范圍廣，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于煤炭梯級轉化及高效清潔燃燒領域，特別涉及一種熱解爐-煤粉鍋爐耦合的低 NO_x摻燒系統及方法。

背景技術

富煤、貧油、少氣是我國能源的結構特征，煤炭占我國一次能源消費的70％左右。我國煤炭資源總量雖然豐富，但優質煤比例不高，低階煤占煤炭總儲量的58.13％。由于品位較差，利用率不高，通常經熱解后利用。熱解在提高煤質、降低污染的同時，擴大了低階煤的應用范圍。煤熱解的主要產物是焦油、半焦及熱解氣，其中半焦，尤其是粒徑較小的半焦的化工利用價值較低，因此目前一般將其作為高品位潔凈燃料燃燒。然而半焦的揮發分含量很低，對于現有的燃燒技術和燃燒裝備而言，燃燒過程存在著火困難、燃盡率低、NO_x排放高等問題。因此，如何實現此類半焦的清潔高效燃燒，已成為制約我國煤炭清潔高效梯級利用產業化應用的關鍵技術瓶頸，并亟待解決。另一方面，煤熱解產生的熱解氣熱值低，很難直接利用，盡管在發電、供熱、化工等領域有所利用，然而其余近一半的熱解氣體被放空焚燒，造成嚴重的資源浪費和環境污染。此外，燃煤鍋爐在發電過程中會產生大量的污染物，對環境造成極大的危害，國家對燃煤鍋爐出臺了嚴格的排放指標，其中NO_x的排放限值為100mg/m³。因此，提出一種同時高效清潔利用半焦和熱解氣，并能有效降低燃煤鍋爐NO_x生成的方法，具有廣泛的現實意義。對我國煤炭清潔高效梯級利用技術的發展將起到巨大的推動作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱解爐-煤粉鍋爐耦合的低NO_x摻燒系統及方法。具體是將熱解爐熱解得到的半焦大料和半焦小料分開儲存利用，半焦大料用作化工產品，半焦小料用作燃料和煙煤在煤粉爐內分層摻燒，結合燃料分級燃燒技術，將熱解氣噴入鍋爐再燃。本發明在充分利用了煤炭資源的同時，降低了鍋爐NO_x的生成。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種熱解爐-煤粉鍋爐耦合的低NO_x摻燒系統，包括煤熱解系統和熱解半焦與煙煤的摻燒系統；其中，

煤熱解系統包括原煤倉、干燥器、蒸汽泵、熱解爐、半焦收集裝置、半焦大料倉、冷凝器、熱解氣除塵裝置、熱解氣脫硫裝置、熱解氣收集裝置、焦油捕集裝置、汽輪機和蒸汽輸送管道；

熱解半焦與煙煤的摻燒系統采取“分磨制粉，爐內分層摻混”結合“燃料再燃”的方式，包括半焦小料倉、磨煤機、煙煤粉倉、第一至第四主燃燒器的燃料噴嘴、再燃燃燒器燃料噴嘴、燃燒器二次風噴嘴、燃盡風噴嘴、屏式過熱器、對流過熱器、尾部煙道、省煤器、空氣預熱器、除塵器和燃盡風管道、除塵器、脫硫裝置和煙囪；

原煤倉通過輸送管道與干燥器的上入口相連，干燥器的側入口與蒸汽輸送管道相連，蒸汽輸送管道通過蒸汽泵與汽輪機相連，干燥器的出口與熱解爐的入口相連，熱解爐的下出口與半焦收集裝置相連，熱解爐的上出口與冷凝器相連，冷凝器的液體出口與焦油捕集裝置相連，冷凝器的氣體出口與熱解氣除塵裝置相連，熱解氣除塵裝置的出口與熱解氣脫硫裝置相連，熱解氣脫硫裝置出口與熱解氣收集裝置相連；