專(zhuān)利名稱：高溫流化床燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種燃燒技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種高溫流化床燃燒方法。
技術(shù)背景流化床作為一種先進(jìn)的燃燒技術(shù)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。流化床由于爐溫比 煤粉爐低，只有850 90(TC，通常采用床料在其中反復(fù)循環(huán)，即循環(huán)流化床方式， 一般認(rèn)為，燃燒效率接近同容量煤粉爐水平。大量的燃燒褐煤等高反應(yīng)性燃料的實(shí) 踐確實(shí)表明，循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量較低。但實(shí)際上，我國(guó)絕大多數(shù)循環(huán)流化 床鍋爐燃用難燃煤種，如無(wú)煙煤、貧煤，飛灰含碳量比期望值要高出許多，包括 引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的大容量循環(huán)流化床，有的飛灰含碳量甚至高達(dá)30%以上，嚴(yán) 重影響了鍋爐的燃燒效率。在國(guó)外，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)燃用無(wú)煙煤的循環(huán)流化床鍋爐較少， 也同樣碰到這一棘手的問(wèn)題，韓國(guó)東海電廠兩臺(tái)200MW無(wú)煙煤循環(huán)鍋爐投運(yùn)以 來(lái)的情況也如此。高含碳量不僅造成煤炭資源的浪費(fèi)，而且也妨礙飛灰綜合利用。 因此，飛灰含碳量過(guò)高已嚴(yán)重制約了循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展及商業(yè)應(yīng)用，是 目前行業(yè)中亟待解決的重要問(wèn)題。飛灰含碳量高的根本原因在于難燃煤種在循環(huán)流化床燃燒工況下焦炭低的反 應(yīng)活性。與層燃和煤粉爐燃燒方式相比，流化床，包括循環(huán)流化床突出的優(yōu)點(diǎn)之 一是燃燒溫度低(850-900°C)，有利于S02、 NOx污染物控制，但同時(shí)又是缺點(diǎn)。 焦炭的反應(yīng)速度取決于化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)因素，溫度是影響燃燒反應(yīng)速度的關(guān)鍵參 數(shù)。低溫不利于提高焦炭的燃燒反應(yīng)速率。實(shí)際上，即便燃燒煙煤的循環(huán)流化床 鍋爐，飛灰含碳量相比煤粉爐仍要高。只有在燃燒褐煤時(shí)，中國(guó)現(xiàn)運(yùn)行的循環(huán)流化 床鍋爐的飛灰碳燃盡才比較徹底。因此提高床溫?zé)o疑是提高燃燒效率的最有效途 徑。但由于傳統(tǒng)流化床受燃料灰熔融特性的限制，很難解決床溫提高與床內(nèi)結(jié)焦、 結(jié)渣的矛盾，因此難以實(shí)現(xiàn)高溫燃燒。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL200310106047.8，名稱為 難燃燃料用飛灰底飼循環(huán)流化床燃燒方法及裝置，該專(zhuān)利提供一種飛灰底飼循環(huán) 流化床燃燒方法用飛灰收集器將煙氣中可燃物含量較高的飛灰捕捉下來(lái)，使飛 灰經(jīng)立管進(jìn)入回料控制器，然后由輸送噴射器送至回送管，再由耐高溫、耐磨底 詞噴嘴返回床內(nèi)密相區(qū)燃燒。提高飛灰碳燃盡率。該專(zhuān)利是一很有實(shí)用價(jià)值的、 針對(duì)難燃煤種循環(huán)流化床改進(jìn)技術(shù)，但由于采用飛灰底飼循環(huán)，系統(tǒng)復(fù)雜、大大 增加了投資成本和運(yùn)行難度，盡管有利于降低飛灰含碳量，但也不能根本上解決 燃燒效率低的問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫流化床燃燒方法，突破常規(guī) 流化床低溫燃燒限制，將床溫提高到100(TC以上，提高整體燃燒反應(yīng)速率；同時(shí) 將粘熔排渣技術(shù)應(yīng)用于流化床，采用非均勻布風(fēng)，加強(qiáng)流化床內(nèi)的內(nèi)循環(huán)，保證 粘熔團(tuán)聚灰渣一旦形成，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)及時(shí)排出，防止床內(nèi)結(jié)焦結(jié)渣的發(fā)生。本發(fā)明是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟首先在流化床 內(nèi)燃燒燃煤，將床溫提高到100(TC 130(TC;然后采用非均勻布風(fēng)保證粘融顆粒 的流化正常進(jìn)行，通過(guò)床溫和流化風(fēng)速匹配，實(shí)現(xiàn)灰顆?？煽貓F(tuán)聚；最后采用粘 熔排渣技術(shù)，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒與床料、細(xì)灰渣分離，并將團(tuán)聚物 排出床外。所述非均勻布風(fēng)，是指高風(fēng)速區(qū)流化風(fēng)速為低風(fēng)速區(qū)的1.5 4倍，形成床內(nèi)大尺度的內(nèi)循環(huán)和底部顆粒定向流動(dòng)，不但改善床料的橫向混合特性、延長(zhǎng)燃料在 床內(nèi)的停留時(shí)間，而且推動(dòng)粘熔團(tuán)聚顆粒向排渣口運(yùn)動(dòng)、有利于及時(shí)排出。所述低風(fēng)速區(qū)，其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的l-2倍。 所述高風(fēng)速區(qū)，其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的2-4倍。所述粘熔排渣技術(shù)，是指從床內(nèi)排渣口出來(lái)的床料和團(tuán)聚灰渣落入排渣管，受到分選風(fēng)的沖擊，床料和細(xì)灰渣被管內(nèi)氣流逆轉(zhuǎn)，大的團(tuán)聚顆粒則落下排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明突破常規(guī)流化床低溫燃 燒限制，提高整體燃燒反應(yīng)速率，飛灰含碳量降低到8% (貧煤)~10% (無(wú)煙煤) 以下；同時(shí)采用非均勻布風(fēng)，加強(qiáng)流化床內(nèi)的內(nèi)循環(huán)，保證粘熔團(tuán)聚灰渣一旦形 成，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)及時(shí)排出，防止床內(nèi)結(jié)焦結(jié)渣的發(fā)生；本發(fā)明與其它采用 爐外提升管方式相比，本發(fā)明的粘熔排渣技術(shù)取消了流化床爐外循環(huán)，減少了熱 量損失和動(dòng)力消耗，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，有利于穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例使用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例實(shí)施時(shí)所采用的裝置，爐膛1底部設(shè)置傾斜非均勻布 風(fēng)板2，傾斜非均勻布風(fēng)板2的下方設(shè)有低速一次風(fēng)室3和高速一次風(fēng)室4，低速 一次風(fēng)室3位于傾斜非均勻布風(fēng)板2的低端位置下方，高速一次風(fēng)室4位于傾斜 非均勻布風(fēng)板2的高端位置下方，爐膛1上部設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口 6,爐膛1靠近低速 一次風(fēng)室3的爐墻上設(shè)置給料口 7，排渣口 9位于傾斜非均勻布風(fēng)板低端與爐膛1 的爐墻相交位置，風(fēng)選排渣管5 —端與排渣口 9相連，風(fēng)選排渣管5兩側(cè)設(shè)有分 選風(fēng)管8，分選風(fēng)管8和風(fēng)選排渣管5相通。本實(shí)施例包括如下具體步驟步驟一，在流化床內(nèi)燃燒燃煤，將床溫提高到100(TC 130(TC，但應(yīng)低于灰 熔點(diǎn)溫度，提高整體燃燒反應(yīng)速率、焦炭反應(yīng)活性、燃燒效率，同時(shí)降低飛灰含碳量o步驟二，采用非均勻布風(fēng)保證粘融顆粒的流化正常進(jìn)行，通過(guò)床溫和流化風(fēng)速匹配，實(shí)現(xiàn)灰顆?？煽貓F(tuán)聚；所述非均勻布風(fēng)，是指采用低速一次風(fēng)室3、高速一次風(fēng)室4流化風(fēng)速的適當(dāng)匹配，即高風(fēng)速區(qū)流化風(fēng)速為低風(fēng)速區(qū)的1.5-4倍，同時(shí)設(shè)置在爐膛底部設(shè)置傾斜布風(fēng)板2，傾斜角度10-30度，形成床內(nèi)大尺度的內(nèi)循環(huán)和底部顆粒定向流動(dòng)，保證粘熔團(tuán)聚大顆粒一旦形成，及時(shí)到達(dá)排渣口9。所述低速一次風(fēng)室3，其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的1-2倍。 所述高速一次風(fēng)室4，其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的2-4倍。 步驟三，最后采用粘熔排渣技術(shù)，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒與床料、細(xì)灰渣分離，并將團(tuán)聚物排出床外。所述粘熔排渣技術(shù)，是指形成的粘熔團(tuán)聚的顆粒隨床料達(dá)到排渣口 9，在風(fēng)選排渣管5實(shí)現(xiàn)分選，在分選風(fēng)沖擊下，由于大小顆粒重量不同，床料和細(xì)灰顆粒折回向上返回床內(nèi)，重的粘熔團(tuán)聚物則向下排出，實(shí)現(xiàn)流化床高溫運(yùn)行中連續(xù)的粘熔排渣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例具有如下有益效果本實(shí)施例突破常規(guī)流化床低 溫燃燒限制，提高整體燃燒反應(yīng)速率，飛灰含碳量降低到8% (貧煤)~10% (無(wú)煙 煤)以下；同時(shí)采用非均勻布風(fēng)，加強(qiáng)流化床內(nèi)的內(nèi)循環(huán)，保證粘熔團(tuán)聚灰渣一 旦形成，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)及時(shí)排出，防止床內(nèi)結(jié)焦結(jié)渣的發(fā)生；本實(shí)施例與其 它采用爐外提升管方式相比，本實(shí)施例的粘熔排渣技術(shù)取消了流化床爐外循環(huán)， 減少了熱量損失和動(dòng)力消耗，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，有利于穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1、 一種高溫流化床燃燒方法，其特征在于，包括如下步驟首先在流化床內(nèi)燃燒燃煤，將床溫提高到100(TC 130(TC;然后采用非均勻布風(fēng)保證粘融顆粒的流化正常進(jìn)行，通過(guò)床溫和流化風(fēng)速匹配，實(shí)現(xiàn)灰顆粒可控團(tuán)聚；最后采用粘熔排渣技術(shù)，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒與床料、細(xì)灰渣分 離，并將團(tuán)聚物排出床外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高溫流化床燃燒方法，其特征是，所述非均勻布風(fēng)， 是指即高風(fēng)速區(qū)流化風(fēng)速為低風(fēng)速區(qū)的1.5 4倍，形成床內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和底部顆粒定 向流動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫流化床燃燒方法，其特征是，所述低風(fēng)速區(qū)， 其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的1-2倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫流化床燃燒方法，其特征是，所述高風(fēng)速區(qū)， 其風(fēng)速為熱態(tài)臨界流化風(fēng)速的2-4倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高溫流化床燃燒方法，其特征是，所述粘熔排渣技 術(shù)，是指從床內(nèi)排渣口出來(lái)的床料和團(tuán)聚灰渣落入排渣管，受到分選風(fēng)的沖擊， 床料和細(xì)灰渣被管內(nèi)氣流逆轉(zhuǎn)，大的團(tuán)聚顆粒則落下排出。
全文摘要
一種能源技術(shù)領(lǐng)域的高溫流化床燃燒方法，包括如下步驟首先在流化床內(nèi)燃燒燃煤，將床溫提高到1000℃～1300℃；然后采用非均勻布風(fēng)保證粘融顆粒的流化正常進(jìn)行，通過(guò)床溫和流化風(fēng)速匹配，實(shí)現(xiàn)灰顆粒可控團(tuán)聚；最后采用粘熔排渣技術(shù)，通過(guò)風(fēng)選排渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚顆粒與床料、細(xì)灰渣分離，并將團(tuán)聚物排出床外。本發(fā)明突破常規(guī)流化床低溫燃燒限制，提高整體燃燒反應(yīng)速率，飛灰含碳量降低到8％～10％，同時(shí)采用非均勻布風(fēng)，加強(qiáng)流化床內(nèi)的內(nèi)循環(huán)，防止床內(nèi)結(jié)焦結(jié)渣的發(fā)生。
文檔編號(hào)F23C10/00GK101144618SQ200710047148
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者施善彬, 章明川, 范浩杰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)