[發明專利]一種煙氣再循環及超細煤粉分級氣化低NOx燃燒系統

有效

• 申請號: 201811528093.X
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109578994B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 牛艷青;李帥飛;惠世恩;王帥
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23C7/02
• 分類號: F23C7/02;F23C9/06
• 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

本發明公開了一種煙氣再循環及超細煤粉分級氣化低NOx燃燒系統，屬于熱能與動力工程技術領域，涉及一種煤粉分級燃燒及環保系統，包括用于處理煤粉的爐膛，爐膛自下而上分為氣化爐膛和燃燒爐膛，燃燒爐膛包括燃燒區和燃盡區；氣化爐膛壁面開設有一次燃料氣化噴口，燃燒區壁面設有用于二次煤粉進入爐膛的二次燃料燃燒噴口，燃盡區壁面開設有頂部燃盡風噴；在燃盡區尾部連接設置有煙道，煙道尾部開設有煙氣出口，煙氣出口與煙氣管道相連，煙道內的煙氣經煙氣管道通過爐膛側壁的循環煙氣噴口進入爐膛內部，循環煙氣噴口處設置有用于控制流量的煙氣蝶閥，通過分級氣化與燃燒技術，以及煙氣再循環技術，保證煤粉燃燒效率，并降低NOx生成。

【技術領域】

本發明屬于熱能與動力工程技術領域，涉及一種煤粉分級燃燒及環保系統，尤其是一種煙氣再循環及超細煤粉分級氣化低NOx燃燒系統。

【背景技術】

氮氧化物是造成酸雨、溫室效應以及光化學煙霧的主要根源，嚴重影響了人們的生活環境，成為關注的焦點。NO_X排放總量在2014年已達到2078萬t，其中近一半來自于火電廠。為此《煤電節能減排升級與改造行動計劃》提出，我國東部、中部與西部地區新建燃煤發電機組NOx排放濃度應分別基本達到、原則上接近或達到、鼓勵達到燃氣輪機組排放限值(即基準氧含量6％時，NOx排放濃度不高于50mg/m3)。

電站燃煤鍋爐的NO_X主要分燃料型、熱力型和快速型3種類型：燃料型NO_X主要是由空氣中的氧與燃料中含氮的有機物燃燒反應而生成的，受溫度的影響比較小，空氣與燃料的混合比(空燃比)對其影響較大；熱力型NO_X是由高溫下空氣中的N₂被氧化而生成的，其受溫度的影響最大，當爐內的溫度低于1500℃時生成量極少，但當溫度大于1500℃時，每升高約100℃，反應速率會增加6-7倍；快速型NO_X主要由周圍的氧與煤燃燒生成的中間產物HCN和N，在高溫下以極快的反應速率生成的，其生成量受環境中含氧量影響較大。目前國內外燃煤電廠降低NO_X排放的主要技術包括空氣分級燃燒技術和尾部的煙氣SCR脫硝技術，尾部煙氣SCR脫硝技術一般對NO_X的脫除效率能達到80％以上，但是投資費用太高。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種煙氣再循環及超細煤粉分級氣化低NOx燃燒系統。通過分級氣化與燃燒技術，以及煙氣再循環技術保證煤粉燃燒效率，并降低NOx生成。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種煙氣再循環及超細煤粉分級氣化低NOx燃燒系統，包括用于處理煤粉的爐膛，爐膛自下而上分為氣化爐膛和燃燒爐膛，燃燒爐膛包括燃燒區和燃盡區；氣化爐膛壁面開設有一次燃料氣化噴口，燃燒區壁面設有用于二次煤粉進入爐膛的二次燃料燃燒噴口，燃盡區壁面開設有頂部燃盡風噴口；在燃盡區尾部連接設置有煙道，煙道尾部開設有煙氣出口，煙氣出口與煙氣管道相連，煙道內的煙氣經煙氣管道通過爐膛側壁的循環煙氣噴口進入爐膛內部，循環煙氣噴口處設置有用于控制流量的煙氣蝶閥。

本發明進一步的改進在于：

氣化爐膛上部直徑較下部縮小，使壁面處煙氣流動受到阻礙形成回流。

氣化爐膛內壁設有維持溫度的耐火層。

頂部燃盡風噴口在燃盡區壁面自下而上多層布置。

煙氣管道分為兩條支路，一路將煙道中的煙氣通過循環煙氣噴口送至燃燒爐膛，另一路將煙氣送至氣化爐膛。

一次燃料氣化噴口按照四角切圓燃燒方式布置于氣化爐膛。

燃燒爐膛內的過量空氣系數為0.8-0.9。

由循環煙氣噴口進入爐膛內的煙氣占煙道內煙氣總量的15-30％。