[发明专利]内置返混式煤粉自预热方法及设备、煤粉自热式燃烧器

说明书

本发明涉及一种煤粉自预热设备，包括：预热室，所述预热室形成内部空腔且底部设置有送粉风入口；和返混装置，设置于所述预热室的内部空腔。所述返混装置包括：气固分离器，所述气固分离器的入口位于预热室上部而与预热室的内部空腔相通，所述气固分离器的出口适于与预热室外部相通；和料腿，所述料腿与气固分离器的下部相通且向下延伸，所述料腿适于形成料封，其中：通过料腿的出口进入预热室的内部空间的煤粉适于加热由送粉风入口送入的煤粉。

技术领域

本发明的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及一种煤粉自预热方法及设备，一种煤粉自热式燃烧器。

背景技术

煤炭是中国主要能源和重要的化工原料。煤炭燃烧发电是煤炭作为一次能源利用的主要方式，煤炭热解或者气化制合成气和油品是煤炭作为化工原料以及清洁高效转化的重要方式。但是煤炭在利用过程中，均存在二次污染问题。比如煤粉燃烧过程中产生的氮氧化物是形成雾霾的主要污染物之一，对环境的危害较大；煤炭在热解或气化转化过程中产生大量挥发分含量较低的难燃残渣(又称热解半焦和气化残炭)，这类残渣处理不当，一方面危害环境，另一方面大大降低煤炭的利用率。因此，在中国煤炭利用技术已基本成熟的现状下，仍然有二次污染，包括气体污染物和固体污染物，未充分控制和解决等问题。

随着我国高品质煤炭资源的逐渐匮乏，我国大量电站煤粉锅炉面临燃料品质下降和超低排放的挑战，原有煤粉燃烧技术在燃烧如高水分或低挥发分煤，掺烧煤泥、兰炭、污泥等情况下，无法达到高效和超低排放的要求。

中国专利CN105444198B公开了一种粉状燃料自预热装置和方法、粉状燃料燃烧锅炉系统，其基于循环流化床燃烧技术，提出了一种粉状燃料自预热方法，通过该方法对燃料进行处理，实现了燃料特别是低挥发分燃料变负荷的高效稳定燃烧。但该方法采用的粉状燃料自预热装置体积较大，结构复杂，需要进一步简化结构和减小体积。

发明内容

为缓解或解决上述问题中的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，本发明提出煤粉自预热设备，包括：预热室，所述预热室形成内部空腔且底部设置有送粉风入口；和返混装置，设置于所述预热室的内部空腔。所述返混装置包括：气固分离器，所述气固分离器的入口位于预热室上部而与预热室的内部空腔相通，所述气固分离器的出口适于与预热室外部相通；和料腿，所述料腿与气固分离器的下部相通且向下延伸，所述料腿适于形成料封，其中：通过料腿的出口进入预热室的内部空间的煤粉适于加热由送粉风入口送入的煤粉。

可选的，所述预热室为筒体和/或所述返混装置为水冷结构或者由耐火耐磨材料制成。

可选的，所述料腿包括与气固分离器的下部连接的竖直部以及与竖直部的下端连接的倾斜部；所述倾斜部与纵向形成的夹角在大于等于20度而小于30度的范围内。或者，所述倾斜部与纵向形成的夹角在大于等于30度而小于等于50度的范围内。

可选的，所述料腿的出口端面为竖直端面。

可选的，所述料腿的出口段为出口通道的横截面积渐缩的形状。

可选的，所述料腿的出口设置有挡板，所述挡板用于限缩料腿出口的通道横截面积或者为煤粉从料腿的出口流出提供阻力。

根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种煤粉自预热方法，包括步骤：提供预热室与返混装置，返混装置设置于预热室的内部空间，返混装置包括气固分离器和与之相连的料腿；从预热室的底部向预热器的内部空间通入携带有煤粉的送粉风；和利用气固分离器从进入气固分离器的风粉混合物中分离煤粉，分离的煤粉通过料腿的出口进入预热室的内部空间，其中通过料腿的出口进入预热室的内部空间的煤粉适于加热由送粉风送入的煤粉，由送粉风送入的煤粉在预热室内在还原性气氛下发生燃烧和气化反应。

可选的，所述方法还包括步骤：在向预热器的内部空间通入送粉风之前，将预热室的温度加热到500℃以上。