[发明专利]空气分级与燃料分级耦合控制循环流化床NOx的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环流化床中控制NO_x排放的装置及方法，属于循环流化床技术领域。

背景技术

燃煤电厂锅炉排放的污染气体主要包括SO_x、NO_x等，随着我国经济的快速发展和环保要求的日益提高，对燃煤电站锅炉的NO_x排放进行有效的控制，不仅具有显著的环境效益，而且也具有重大的经济效益和社会效益，是目前亟待解决的环境问题。

NO_x减排方法主要分两大类：炉内低NO_x燃烧技术（在炉内抑制NO_x生成）和烟气脱硝技术（在尾部还原已生成的NO_x）。现有的低NO_x燃烧技术主包括：低NO_x燃烧器技术、空气分级燃烧技术、低过量空气燃烧技术、烟气再循环技术、燃料分级燃烧技术等。在上述的低氮燃烧技术中，空气分级燃烧技术被广泛采用，燃料分级燃烧虽然能够显著降低NO_x排放，但燃料分级燃烧主要应用于煤粉炉和层燃炉中。公开号为CN101050853A、公开日为2007年10月10日、名称为《煤粉锅炉混烧气体燃料降低氮氧化物的方法》的发明专利公开了一种煤粉炉中将空气分级燃烧、燃料分级燃烧和水平浓淡风结合的降低NO_x排放的方法。空气分三级引入，主燃区采用水平浓淡风技术，主燃区的上部引入二级气体燃料形成还原性气氛的再燃区，降低主燃区产生的NO_x，三次风从再燃区的上部引入，补充燃料燃尽所需的空气。授权公告号为CN202993174U、授权公告日为2013年06月12日、名称为《一种燃煤燃气组合型高效低排放层燃燃烧装置》公开了一种在层燃炉中采用外加燃气再燃来降低NOx排放的方法。通过引入燃气（天然气，煤气），在主燃区上方形成富燃料区，强化还原NO_x。这两种方法在燃料分级燃烧中都采用了天然气作为再燃气体，但锅炉自身无法产生天然气，而且天然气的价格很高，这使得运行成本大幅增加。

目前在循环流化床中应用的脱硝技术主要是空气分级燃烧技术和炉内SNCR技术，没有采用燃料分级燃烧技术。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种空气分级与燃料分级耦合控制循环流化床NO_x的装置及方法，它将空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术有机地结合起来，通过“自产”的燃气作为再燃气体，大幅降低NO_x排放浓度，成本低廉。

实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的空气分级与燃料分级耦合控制循环流化床NO_x的装置，包括炉体、旋风分离器、回料阀及连接管；所述的炉体为循环流化床，所述的空气分级与燃料分级耦合控制循环流化床NO_x的装置还包括气化室和气化室风室；

炉体内的下方为主床风室，炉体的底部设有主床一次风口，炉体的前墙下部位于主床风室的上方布置一级燃料给料口，炉体上位于一级燃料给料口上方布置下二次风口，炉体上位于下二次风口上方布置上二次风口，所述的下二次风口与上二次风口之间的区域为再燃区，所述的主床一次风口与下二次风口之间的区域为主燃区，所述的上二次风口以上的区域为燃尽区；炉体的后墙外侧设置有气化室，所述的气化室的下方设置有气化室风室，炉体的后墙上设有与主燃区及气化室相通的半焦入口，炉体的后墙上设有与炉体和气化室相通的燃气入口，所述的燃气入口位于下二次风口与上二次风口之间，炉体的燃尽区出口与旋风分离器连通，所述的旋风分离器底部通过回料阀及连接管与气化室连通，所述的连接管上设有二级燃料给料口。

本发明的循环流化床空气分级和燃料分级耦合控制NO_x排放的方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤一：向二级燃料给料口内加入二级燃料，所述的二级燃料为粒径小于1mm的细粉煤颗粒，二级燃料与旋风分离器分离下的高温循环物料在气化室内充分混合；所述的高温循环物料的温度为850~950℃；

步骤二：从气化室底部引入空气或者蒸汽或者空气加蒸汽做为气化室的流化介质，将进入气化室内的高温循环物料与二级燃料的混合物良好流化，在过量空气系数远小于1的条件下，产生燃气；

步骤三：燃气从上二次风口和下二次风口之间的燃气入口进入炉体内，在主燃区的上部形成一个还原性气氛的再燃区，使主燃区生成的NO_x被还原成N₂。