專利名稱：一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低氮氧化物燃燒的方法。
背景技術(shù)：
煤粉燃燒產(chǎn)生的氮氧化物是大氣污染的主要污染源之一，它除了形成酸雨，破壞生態(tài)環(huán)境，還能形成光化學(xué)煙霧，危害人類健康。煤粉再燃低氮氧化物燃燒技術(shù)是一種高脫氮效率、低投資、低運行費用的降低氮氧化物的措施，煤粉再燃低氮氧化物燃燒技術(shù)的關(guān)鍵是形成還原氣氛的再燃區(qū)，但我國的動力煤種煤質(zhì)普遍較差，以煤粉作為再燃燃料，再燃區(qū)很難形成穩(wěn)定還原氣氛，氮氧化物還原率較低；再燃煤粉的燃盡也較差；采用煤粉再燃技術(shù)，鍋爐的主燃區(qū)的過量空氣系數(shù)比常規(guī)的鍋爐要低，再燃區(qū)是還原氣氛，容易高溫腐蝕和結(jié)渣；這些問題限制了煤粉再燃技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決應(yīng)用煤粉再燃技術(shù)再燃區(qū)不易形成穩(wěn)定的還原氣氛，氮氧化物還原率較低，同時主燃區(qū)和再燃區(qū)易發(fā)生結(jié)渣和高溫腐蝕的問題。提供一種用于燃煤鍋爐低氮氧化物燃燒的方法，用于燃煤鍋爐低氮氧化物燃燒的方法通過以下步驟實現(xiàn)(一)將占鍋爐燃料發(fā)熱量80％～85％的常規(guī)粒度煤粉送入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)，在過量空氣系數(shù)為0.8～1.05的條件下以水平濃淡風(fēng)燃燒技術(shù)燃燒；(二)利用空氣、煙氣或煙氣和空氣的混合物將平均粒度為20～60微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為15％～20％的煤粉作為再燃燃料由主燃區(qū)上方噴入，形成再燃區(qū)，再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.85～0.95，再燃區(qū)煙氣停留時間0.2秒～0.8秒，再燃燃料以水平濃淡燃燒技術(shù)或直流燃燒方式進行燃燒；(三)向再燃區(qū)的上方噴入燃盡風(fēng)，形成燃盡區(qū)并將燃盡區(qū)出口過量空氣系數(shù)控制為1.15～1.2，再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物在燃盡區(qū)進一步燃盡，即可達到燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的目的。本發(fā)明中的用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，以煤粉為再燃燃料，便于再燃低氮氧化物燃燒技術(shù)的應(yīng)用。本發(fā)明將再燃煤粉進行細化處理，提高煤粉的反應(yīng)活性，有利于再燃煤粉的著火和燃盡，有利于再燃區(qū)形成穩(wěn)定的還原氣氛來還原主燃區(qū)生成的氮氧化物。再燃煤粉細化以后其反應(yīng)生成的煤焦表面積增加，還原氮氧化物的能力也得到提高，有利于氮氧化物的還原。再燃燃料采用水平濃淡燃燒技術(shù)，采用水平濃淡燃燒技術(shù)有利于再燃燃料穩(wěn)燃，同時水平濃淡燃燒技術(shù)延遲了再燃煤粉和輸送再燃煤粉空氣的混合過程，減少再燃燃料燃燒生成的氮氧化物，同時也增加再燃煤粉反應(yīng)初期產(chǎn)生的可以還原氮氧化物的CHi、HCN、NHi等基團的濃度，有利于氮氧化物的還原。再燃燃料水平濃淡方式燃燒還可以減輕再燃區(qū)的高溫腐蝕和結(jié)渣。在主燃區(qū)采用“水平濃淡風(fēng)”燃燒方式，即濃一次風(fēng)煤粉氣流的煤粉濃度高，有利于煤粉氣流的著火和穩(wěn)燃，“水平濃淡風(fēng)”燃燒方式同時減少主燃區(qū)氮氧化物生成，背火側(cè)的淡一次風(fēng)煤粉氣流煤粉濃度較低，加上側(cè)二次風(fēng)的作用，可以保證水冷壁附近的氧化性氣氛，減輕主燃區(qū)的結(jié)渣和高溫腐蝕；主燃區(qū)空過量系數(shù)可以小于1，進一步抑制主燃區(qū)氮氧化物的生成。本發(fā)明再燃區(qū)容易形成穩(wěn)定的還原氣氛，并可明顯減輕鍋爐的高溫腐蝕和結(jié)渣，普通燃煤鍋爐可以降低氮氧化物排放的50％～65％。本發(fā)明以煤粉爐為主要實施對象，初始投資和運行成本適中，即可應(yīng)用于新建鍋爐，也適用于現(xiàn)役燃煤鍋爐機組的改造后的使用。


圖1是再燃低氮氧化物燃燒技術(shù)的原理圖具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式中一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法通過以下步驟實現(xiàn)(一)將占鍋爐燃料發(fā)熱量80％～85％的常規(guī)粒度煤粉送入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)，在過量空氣系數(shù)為0.8～1.05的條件下以水平濃淡風(fēng)燃燒技術(shù)燃燒；(二)利用空氣、煙氣或煙氣和空氣的混合物將平均粒度為20～60微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為15％～20％的煤粉作為再燃燃料由主燃區(qū)上方噴入，形成再燃區(qū)，再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.85～0.95，再燃區(qū)煙氣停留時間0.2秒～0.8秒，再燃燃料以水平濃淡燃燒技術(shù)或直流燃燒方式進行燃燒；(三)向再燃區(qū)的上方噴入燃盡風(fēng)，形成燃盡區(qū)并將燃盡區(qū)出口過量空氣系數(shù)控制為1.15～1.2，再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物在燃盡區(qū)進一步燃盡，即可達到燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的目的。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中將占鍋爐燃料發(fā)熱量82％～84％的常規(guī)粒度煤粉放入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中將占鍋爐燃料發(fā)熱量83％的常規(guī)粒度煤粉放入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.9～1.02。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.93～1。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.95。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.9。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(二)中將平均粒度為25～40微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為16％～18％的煤粉由主燃區(qū)上方噴入。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(二)中將再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.88～0.92。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(二)中將再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.9。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(二)中再燃區(qū)煙氣停留時間0.3秒～0.6秒。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟(三)中在燃盡區(qū)出口過量空氣系數(shù)為1.18的條件下將再燃區(qū)出來的氣體從燃盡區(qū)通過并燃燒。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十三下面結(jié)合圖1說明被實施方式，本實施方式中一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法通過以下步驟實現(xiàn)(一)將占鍋爐燃料發(fā)熱量85％的常規(guī)粒度煤粉(1)送入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)(A)，在過量空氣系數(shù)為0.95的條件下以水平濃淡風(fēng)燃燒技術(shù)燃燒；(二)利用空氣、煙氣或煙氣和空氣的混合物將平均粒度為45微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為15％的煤粉(2)作為再燃燃料由主燃區(qū)上方噴入，形成再燃區(qū)，再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.9，再燃區(qū)煙氣停留時間為0.4秒。再燃燃料以水平濃淡燃燒技術(shù)燃燒；(三)向再燃區(qū)(B)的上方噴入燃盡風(fēng)(3)，形成燃盡區(qū)(C)并將燃盡區(qū)(C)的出口過量空氣系數(shù)控制為1.15，再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物通過燃盡區(qū)時進一步燃盡，達到燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法通過以下步驟實現(xiàn)(一)將占鍋爐燃料發(fā)熱量80％～85％的常規(guī)粒度煤粉送入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)，在主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.8～1.05的條件下以水平濃淡風(fēng)燃燒技術(shù)燃燒；(二)利用空氣、煙氣或煙氣和空氣的混合物將平均粒度為20～60微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為15％～20％的煤粉作為再燃燃料由主燃區(qū)上方噴入，形成再燃區(qū)，再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.85～0.95，再燃區(qū)煙氣停留時間0.2秒～0.8秒，再燃燃料以水平濃淡燃燒技術(shù)或直流燃燒方式進行燃燒；(三)向再燃區(qū)的上方噴入燃盡風(fēng)，形成燃盡區(qū)并將燃盡區(qū)出口過量空氣系數(shù)控制為1.15～1.2，再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物在燃盡區(qū)進一步燃盡，即可達到燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(一)中將占鍋爐燃料發(fā)熱量82％～84％的常規(guī)粒度煤粉送入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(一)中將占鍋爐燃料發(fā)熱量83％的常規(guī)粒度煤粉放入鍋爐爐膛下部的主燃區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.9～1.02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(一)中主燃區(qū)出口過量空氣系數(shù)為0.95。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(二)中將平均粒度為25～40微米的占鍋爐燃料發(fā)熱量為16％～18％的煤粉由主燃區(qū)上方噴入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(二)中將再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.88～0.92。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(二)中將再燃區(qū)出口的過量空氣系數(shù)控制為0.9。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(二)中再燃區(qū)煙氣停留時間0.3秒～0.6秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，其特征在于步驟(三)中在燃盡區(qū)出口過量空氣系數(shù)為1.18的條件下將再燃區(qū)出口未完全燃燒產(chǎn)物進一步燃盡。
全文摘要
一種用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法，本發(fā)明涉及一種低氮氧化物燃燒的方法。它為了解決應(yīng)用煤粉再燃技術(shù)再燃區(qū)不易形成穩(wěn)定的還原氣氛，氮氧化物還原率較低，同時主燃區(qū)和再燃區(qū)易發(fā)生結(jié)渣和高溫腐蝕的問題。用于燃煤鍋爐中低氮氧化物燃燒的方法通過以下步驟實現(xiàn)(一)主燃區(qū)常規(guī)粒度煤粉以水平濃淡風(fēng)技術(shù)燃燒；(二)細化煤粉作為再燃燃料以濃淡燃燒技術(shù)燃燒，再燃燃料燃燒形成還原氣氛的再燃區(qū)，主燃區(qū)的煙氣通過再燃區(qū)時煙氣中的氮氧化物被還原；(三)再燃區(qū)的上方噴入燃盡風(fēng)，形成燃盡區(qū)，再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物通過燃盡區(qū)時進一步燃盡。本發(fā)明可使普通燃煤鍋爐降低氮氧化物排放50％～65％，明顯改善鍋爐發(fā)生高溫腐蝕和結(jié)渣現(xiàn)象。
文檔編號F23B70/00GK101016986SQ20071007181
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者吳少華, 劉輝, 孫紹增, 邱朋華, 孫銳, 秦明, 李爭起, 秦裕琨 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)