[实用新型]一种生物质低温预燃低挥发分低质煤低NOx燃烧装置

说明书

技术领域

本实用新型属于热能与动力工程技术领域，涉及一种燃烧装置，具体涉及一种生物质低温预燃低挥发分低质煤低NO_x燃烧装置。

背景技术

生物质能源是一种可再生能源。分布范围广，产量大，据估算每年生长的生物质干重可达1400亿～1800亿吨。然而目前做为能源的生物质不足总量的1％，因此生物质的应用潜力非常巨大。生物质在燃烧过程中虽然也生成CO₂，但在其生成过程中已经吸收了大量的CO₂，燃烧生物质对于整个大气层的CO₂的增加没有贡献，而应用生物质代替化石燃料可以有效的减少CO₂排放。

我国是以煤炭为主要能源的国家，同时疆土辽阔，煤矿众多，煤种涵盖无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤等从高阶煤到低阶煤的各阶煤种。按照我国发电煤粉锅炉用煤的质量标准，干燥无灰基挥发分小于20％的煤为低挥发分煤。据统计，无烟煤、贫煤等低挥发分低质煤约占我国动力煤消耗的的20％以上。随着晋东南及川南黔西无烟煤的进一步开发，燃用无烟煤的发电的锅炉份额还会不断增加。目前燃用低挥发分低质煤的锅炉普遍点火困难，NO_x排放高的特点。

NO_x是造成近年来大规模雾霾的元凶之一，此外NO_x还会诱发光化学烟雾、酸雨等一系列环境问题，而燃煤锅炉又是我国NO_x排放的最主要来源之一，经过多年的努力粉尘和SO_x污染治理取得了很大的成效，但是NO_x排放控制还相对落后。依据环保部的最新数据，2012年全国全年氮氧化物排放总量2337.8万吨，火电排放约占35％～40％，给我们的环境带来严重的威胁。因此国家制定了越来越严格的措施控制NO_x的排放。最新的《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》NO_x排放标准比欧美都严格，燃煤锅炉的NO_x排放量要小于100mg/m³。

煤粉低温预燃技术是近几年发展起来的低NO_x燃烧技术，煤粉进入燃烧器前，先流入一个燃气加热的还原气氛燃烧室，在燃烧室内煤粉被快速预热到800℃左右，释放出大量含氮化物的挥发分，并部分燃烧，为燃烧室提供主要热量。在该还原气氛下，氮氧化物被还原成N₂，有效降低NO_x的排放。此外由于煤粉在进入炉膛燃烧前，被预热到较高温度，可以解决低挥发分低质煤点火困难的问题。

由于生物质具有挥发分高，炭活性高，易于着火燃烧的特点。使用生物质代替高品质价格昂贵的气体燃料对低挥发低质煤进行预热，更为经济。同时由于生物质释放的大量挥发分在低氧环境的预燃室内能够生成大量具有NO_x还原能力的炭烟(soot)，在进入炉膛燃烧前，这些炭烟均匀与被预热的煤粉混合。通过合理的组织炉内燃烧，这些炭烟能够有效的还原炉内新生成的NO_x，达到降低NO_x排放的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于提高低挥发分低质煤煤粉燃烧稳定性和降低NO_x排放的生物质低温预燃低挥发分低质煤低NO_x燃烧装置，该燃烧装置将煤粉混合物送入炉膛的混合气体中几乎不含氧气，利于组织煤粉在炉膛内高温低氧燃烧，进一步减少NO_x污染物的排放。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种生物质低温预燃低挥发分低质煤低NOx燃烧装置，包括至少一个锅炉二次风入口，锅炉二次风入口上连接有由预燃室内壳体围成的预燃室，预燃室内壳体上套有底部开口的预燃室外壳体；预燃室的入口处由内至外依次套装有中心管、生物质一次风套筒、预燃室二次风套筒以及煤粉一次风套筒；点火系统由中心管的末端伸入；

生物质一次风套筒的侧面开设有生物质一次风入口，预燃室二次风套筒的侧面开设有预燃室二次风入口，煤粉一次风套筒的侧面开设有煤粉一次风入口；生物质燃料和空气的混合物由生物质一次风入口送入，并在生物质一次风套筒和中芯管之间的环形通道内流动；预燃室二次风在预燃室二次风套筒和生物质一次风套筒之间的环形通道内流动；煤粉在煤粉一次风套筒和预燃室二次风套筒间的环形通道内流动。