[發明專利]燃料供給結構及方法和燃燒系統

在審

• 申請號: 202011508318.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN114646074A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 滿承波;朱建國;劉敬樟;歐陽子區
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23K3/02
• 分類號: F23K3/02;F23K1/04;F23C10/10;F23C10/26;F23C10/22;F23C10/18
• 代理公司: 北京金誠同達律師事務所 11651
• 代理人: 湯雄軍

本發明涉及一種燃料供給結構、一種燃料供給方法以及一種燃燒系統，所述燃料供給結構包括：豎向管,所述豎向管的管壁限定反應空間；燃料供給管，所述供給管圍繞所述反應空間的至少一部分設置以適于接收來自反應空間的熱量，所述供給管的燃料入口連通到豎向管的外部用于接收燃料，所述供給管的燃料出口連通至所述反應空間以將燃料提供至所述反應空間，燃料適于在所述反應空間內反應。

技術領域

本發明涉及燃燒技術領域，特別是一種燃料供給結構及方法，以及一種燃燒系統。

背景技術

煤炭是一種主要的化石能源，其中煙煤是電站鍋爐和工業鍋爐燃用的主要煤種。而其中的無煙煤由于揮發分含量低，通常存在著火困難、低負荷下著火穩定性差，NOx等問題。此外，煤化工領域每年產生大量副產品，如熱解半焦和氣化殘炭等，此類燃料依然具有較高的含碳量和熱值，而燃燒則是這類燃料回收利用最有效地方式之一。然而這類燃料揮發分含量往往較無煙煤更低，其存在的問題較無煙煤更加嚴重。因此，如何實現此類低揮發分碳基燃料的清潔高效燃燒利用，已成為制約煤炭清潔高效梯級利用產業化應用的關鍵技術瓶頸，亟待解決。

中國專利CN201410367608提出一種粉狀燃料自預熱裝置和方法、粉狀燃料燃燒鍋爐系統。其基于循環流化床燃燒技術，提出了一種粉狀燃料自預熱方法，粉狀燃料在循環流化床預熱室中部分燃燒而放熱，實現燃料的自預熱。循環流化床預熱室分離器的氣體出口連接有粉狀燃料出口管道，用于將預熱的粉狀燃料以及煙氣送往爐膛，粉狀燃料在爐膛中與二次風、三次風混合組織燃燒。這種燃燒方法和系統適用于無煙煤和其他低揮發分碳基燃料，也適用于煙煤褐煤等，實現多種燃料的清潔高效燃燒利用。

但當系統燃用的是粘結性較高的煤種時，在800-1300℃的溫度、極高的升溫速率和預熱室中的還原性氣氛共同作用下，煤中的粘結性物質會迅速析出并可能將粉狀燃料粘結成團或塊。粘結現象可能造成預熱燃燒器中出現大顆粒焦團或焦塊，不利于燃料自預熱裝置的穩定運行。

專利CN102120936B介紹了一種射流預氧化熱解流化床氣化含碳固體燃料的方法及裝置，針對的是粘結性的含碳固體燃料在流化床氣化爐中容易發生粘結的現象提出的一種解決方法和裝置。流化床氣化爐的結構、運行方式、爐內氣氛和化學反應與預熱燃燒器較為接近，具有一定的參考價值。該方法實際上是利用煤中的可能造成粘結性的官能團會在200-300℃的有氧條件下發生氧化反應而析出或轉化為非粘結性物質的特點，將固體燃料顆粒高速噴射至流化床反應器的稀相區，燃料顆粒被加熱至粘結性官能團析出的溫度區間時處于稀相區高度分散的狀態下，不會發生相互粘結而是析出物質迅速被氧化，從而降低了燃料的粘結性，避免高粘結性燃料在流化床內的結團結焦，反應環境得到改善。該專利提出的這一方法對于運行參數的控制要求極高，因為流化床內即使是稀相區的升溫速率和物料濃度也很難精準控制，要滿足降低粘結性所需要的溫度區間和物料分散分布狀態難度很大，因此該方法降低燃料粘結性的效果有限。

發明內容

為緩解或解決現有技術中的上述問題的至少一個方面，提出本發明。

根據本發明的實施例的一個方面，提出了一種燃料供給結構，包括：

豎向管,所述豎向管的管壁限定反應空間；

燃料供給管，所述供給管圍繞所述反應空間的至少一部分設置以適于接收來自反應空間的熱量，所述供給管的燃料入口連通到豎向管的外部用于接收燃料，所述供給管的燃料出口連通至所述反應空間以將燃料提供至所述反應空間，燃料適于在所述反應空間內反應。

根據本發明的實施例的再一方面，提出了一種燃燒系統，包括：爐膛；和上述的燃料供給結構。

根據本發明的實施例的還一方面，提出了一種上述燃料供給結構的燃料供給方法，包括步驟：

控制進入到供給管內的燃料在從所述供給管的燃料入口到燃料出口之間的供給管的一部分的溫度在200-300℃的范圍內；或者