[發明專利]一種旋風爐低NOx

有效

• 申請號: 202010501976.2
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111706854B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王長安;賈曉威;王超偉;張錦萍;王鵬乾;杜勇博;車得福
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23C1/00
• 分類號: F23C1/00;F23C3/00;F23J1/00;F23K1/04;F23L7/00;F23L9/00;F23M5/08;F23N1/00;F26B3/08;F26B21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，包括空氣壓縮機(1)、燃燒器(2)、空氣膜分離器(3)、中心給粉套管套(4)、旋風筒(6)、中心水冷管簇(7)、二次燃燒室(9)和旋風爐液態熔渣余熱利用系統；旋風爐液態熔渣余熱利用系統包括粒化水箱(8)、分離器、干燥室、磨煤機、流化床干燥器、除塵器和煤倉；其中，

中心水冷管簇(7)布置在旋風筒(6)中心，其上下端口與旋風筒(6)內壁水冷壁連接，外部敷設耐火材料，中心給粉套管套(4)設置在中心水冷管簇(7)外，其貫穿旋風爐燃燒器(2)并延伸至中心水冷管簇(7)外壁液態渣膜開始形成的位置，中心給粉套管套(4)入口為氣化殘炭風粉入口(B)，燃燒器入口為旋風爐原燃料的一次風粉入口(C)，空氣壓縮機(1)入口為一次風入口(A)，其出口與空氣膜分離器(3)連接，空氣膜分離器(3)出口分別與二次風入口(D)、氣化殘炭風粉入口(B)連接；

旋風筒(6)底部設有灰渣出口，灰渣出口連接粒化水箱(8)，粒化水箱(8)設置冷卻水入口、渣水和低溫蒸汽出口，粒化水箱(8)的蒸汽出口連接旋風爐的二次燃燒室(9)中部加熱管道，其渣水出口連接分離器，分離器液體出口連接干燥室，干燥室入口為原煤入口，干燥室出口連接磨煤機，磨煤機出口連接流化床干燥器，二次燃燒室(9)加熱管道出口連接流化床干燥器，流化床干燥器出口連接煤倉和除塵器，除塵器出口連接煤倉和干燥室，干燥室汽水混合物出口連接粒化水箱(8)冷卻水入口。

2.根據權利要求1所述的一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，空氣膜分離器(3)出口連接二次風入口(D)的管道上設置有流量閥(5)。

3.根據權利要求1所述的一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，該系統在原旋風爐燃燒器送燃料的基礎上增加氣化殘炭風粉入口(B)，氣化殘炭從中心給粉套管套(4)直接送入旋風筒(6)高溫區。

4.根據權利要求1所述的一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，旋風爐中心設置中心水冷管簇(7)并敷設耐火材料，一方面在中心給粉套管套(4)中通入氣化殘炭促使得中心水冷管簇(7)捕捉細顆粒燃料形成液態渣膜，另一方面液態渣膜捕捉包含氣化殘炭在內的細顆粒燃料提高旋風爐捕渣率和燃燒率。

5.根據權利要求1所述的一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，冷卻液態熔渣產生的蒸汽經旋風爐二次燃燒室(9)加熱為過熱蒸汽，并通過流化床干燥器干燥粉煤，干燥后的低溫蒸汽與粒化水箱(8)分離出來的低溫水在干燥室混合并與原煤進行換熱，初步烘干后的原煤經磨煤機粉碎后送入流化床干燥器干燥而后進入煤倉，干燥室出口的低溫汽水混合物送入粒化水箱(8)循環使用，一方面在制粉過程利用了熔渣余熱提高了旋風爐能量利用效率，另一方面使熔渣冷卻水循環使用減少了水資源損失。

6.根據權利要求1所述的一種旋風爐低NO_x摻燒氣化殘炭的系統，其特征在于，通過空氣膜分離器(3)生成高氧濃度氣流送入旋風筒的中心給粉套管(4)，幫助氣化殘炭著火燃燒并促使中心水冷管簇(7)外壁生成穩定液態渣膜；空氣膜分離器(3)生成的低氧濃度氣流補充入旋風爐二次風入口(D)，使旋風筒中心給粉套管(4)出口以上爐膛相比下部爐膛氧氣濃度更低；旋風爐燃燒器(2)一次風氧氣濃度不變保證燃料著火；結合燃盡風量的控制，使旋風筒(6)上部過量空氣系數低于0.7，旋風筒(6)下部過量空氣系數為0.7～0.8，二次燃燒室(9)內過量空氣系數為1.2，使燃料在深度空氣分級方式下燃燒，降低旋風爐燃料的NO_x生成量；其次通過將氣化殘炭和原燃料分開送入爐膛不同位置降低旋風爐入口燃燒溫度，降低燃料的熱力型NO_x生成量。