[發明專利]燃用高溫荒煤氣的直流燃燒器

在審

• 申請號: 202110181790.8
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112923361A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 孫銳;孟曉曉;邢春禮;閆永宏;孫劉濤;朱文堃
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/46;F23D14/58;F23D14/78
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

燃用高溫荒煤氣的直流燃燒器，屬于高效潔凈煤燃燒技術領域。本發明解決了針對現有技術中低NOx燃燒器并不適用于荒煤氣的高效低NOx直流燃燒及現有技術中由于不存在一種高效低NOx荒煤氣直流燃燒器，使其無法為分段耦合煤粉燃燒技術配置荒煤氣直流燃燒器的問題。本發明包括中心管、荒煤氣進氣管道、濃荒煤氣管道、一級配風管道、淡荒煤氣管道、向火側壁板、多孔濃縮柵、分裂柵、鈍體、荒煤氣擴散環、水冷盤管冷卻系統和多重擴散火焰發生器；基于荒煤氣水平濃淡分級、多重擴散火焰、鈍體渦外邊界層內著火穩燃、富燃料燃燒、水冷和空冷綜合冷卻技術，實現荒煤氣燃燒；本發明適用于廣泛煤種的分段耦合煤粉燃燒。

技術領域

本發明屬于高效潔凈煤燃燒技術領域。

背景技術

盡管國內外研發了各種各樣的燃煤技術，表現在難燃的低揮發分無煙煤、貧煤、焦炭 等燃料燃燒上，由于在同一個設備上同時實現高效潔凈的理化條件往往相互制約，因此， 研發同時實現著火穩燃、高效、低NOx、防結渣及高溫腐蝕、負荷響應快、低負荷性能優良的煤燃燒技術依然面臨挑戰。

針對難燃的低揮發分無煙煤、貧煤、焦炭等燃料燃燒，現有技術提供了一種分段耦合 煤粉燃燒裝置及方法，基于煤燃燒熱化學轉化不同階段利用不同的設備針對性地實施熱解、 燃燒、破碎、氣化、脫硫、顆粒分選、碳轉化、燃盡的理論設計，并利用爐內新結構實施各階段質量、動量、能量有效耦合的結構設計，將優選的雙渦快速流化床的低溫熱解段和煤粉爐的高溫碳轉化段結合起來，通過各段的獨立控制，打破同一設備中實施高效潔凈煤燃燒理化條件的相互制約，發揮各段優勢并克服各段劣勢，從而能夠同時實現煤、特別是難燃的劣質煤的著火穩燃、高效、低NOx、防結渣及高溫腐蝕、負荷響應快、低負荷性能 優良的煤粉燃燒，并拓展了燃燒設備的煤種適應性。但是分段耦合煤粉燃燒技術中，必須 為高溫碳轉化段實施碳轉化、燃盡的煤粉爐配置高性能荒煤氣直流/旋流燃燒器以有效耦合 燃燒低溫段雙渦快速流化床產生的荒煤氣，才能現實地實施一種分段耦合煤粉燃燒，實現 廣泛煤種的高效潔凈煤粉燃燒。

具體地，一種分段耦合煤粉燃燒過程分兩段實施，在小于980℃低溫段，利用優選的 雙渦快速流化床，將粒徑小于10mm的煤、特別是難燃煤顆粒，通過離心流化，獨立地實施干燥、熱解、燃燒、破碎、氣化、脫硫、顆粒分選，將燃料重整為荒煤氣，所以，所述 的荒煤氣是在低溫段由優選的雙渦快速流化床產生的、壓力小于3MPa、溫度為500℃至 980℃、可燃氣中僅含帶顆粒粒徑小于70μm的半焦、焦炭顆粒的氣固兩相流；而在大于980℃ 高溫段，煤粉爐中需要配置一種直流/旋流荒煤氣燃燒器，使荒煤氣在煤粉爐中獨立地實施 高效潔凈燃燒，從而才能最終實現一種分段耦合煤粉燃燒過程中能夠同時實現廣泛煤種特 別是難燃煤的著火穩燃、高效、低NOx、防結渣及高溫腐蝕、負荷響應快、低負荷性能優 良的煤粉燃燒。但是，在現有技術中沒有為分段耦合煤粉燃燒技術中配備相應的荒煤氣直 流燃燒器，以實現高溫碳轉化段高效低NOx直流燃燒；且現有技術中，雖然歐盟公開了 Injector低NOx高效氫直流燃燒器，以及經典的絕對著火穩燃大過量空氣系數低NOx燃油 直流燃燒器，但是燃料及燃燒目的不同，它們均不適用于所述荒煤氣直流燃燒，此外，還 公開了一種煤粉直流燃燒器，能有效抑制燃料型NOx發生，但抑制熱力型NOx產生的技 術不完善；因此，由于燃料不同、燃燒目的不同，現有低NOx直流燃燒器并不適用于所述 荒煤氣的高效低NOx直流燃燒。

綜上，針對現有技術中低NOx燃燒器并不適用于荒煤氣的高效低NOx直流燃燒及現有技術中由于不存在一種高效低NOx荒煤氣直流燃燒器，使其無法為分段耦合煤粉燃燒技術配置荒煤氣直流燃燒器的問題，因此，以上問題亟需解決。

發明內容

本發明目的是為了解決針對現有技術中低NOx燃燒器并不適用于荒煤氣的高效低NOx直流燃燒及現有技術中由于不存在一種高效低NOx荒煤氣直流燃燒器，使其無法為分段耦合煤粉燃燒技術配置荒煤氣直流燃燒器的問題，本發明提供了燃用高溫荒煤氣的直流燃燒器。

燃用高溫荒煤氣的直流燃燒器的第一種結構：