[发明专利]一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法

说明书

本发明涉及锅炉技术领域，公开了一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法，包括：在锅炉炉膛内，沿着烟气流动方向将燃烧过程分为连续进行的两个过程；连续进行的两个过程为：先对燃料进行缺氧燃烧生成气态中间产物；再对气态中间产物进行充分燃烧，生成最终产物。本发明提供的一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法，实现煤粉颗粒的可控分步燃烧，通过在炉膛内部营造气化燃烧区和燃烬区实现煤粉的分控燃烧；创建了安全燃烧机理，提高了煤粉燃烬率；通过分相气化燃烧和炉膛温度控制实现了煤粉颗粒的控温燃烧，从而有效的抑制了热力型NO_x的生成及煤灰颗粒的结焦，解决了因粉煤灰结焦造成的传热受阻和局部高温问题，提高了锅炉运行安全性。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，特别是涉及一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法。

背景技术

我国是一个以煤为主要能源的发展中国家，煤炭资源占我国能源生产和消费总量的75％左右。燃煤工业锅炉数量多、耗能高、污染大，是我国第二大煤烟型污染源。煤粉工业锅炉具有热效率高、易实现燃料配送和清洁燃烧等优点，得到了广泛推广应用。

气化燃烧技术是一种新型的燃烧技术，能够提高能源利用率和降低污染。传统的气化燃烧技术是在煤炭缺氧的情况下，通入水蒸气制取水煤气，然后再将水煤气送入锅炉的炉膛中燃烧。这一技术的主要特点是需要水煤气的制取和燃烧两个过程，设备投资较大，且制取的煤气热值低，燃烧后产生的水气比例较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法，用于解决或部分解决现有煤粉燃烧过程能源利用率较低且污染较大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于干态的锅炉气化分相燃烧方法，包括：在锅炉炉膛内，沿着烟气流动方向将燃烧过程分为连续进行的两个过程；连续进行的两个过程为：先对燃料进行缺氧燃烧生成气态中间产物；再对气态中间产物进行充分燃烧，生成最终产物。

在上述方案的基础上，将锅炉的炉膛分隔为并排的主炉膛和副炉膛，设置主炉膛的底端与副炉膛的底端相连通，在主炉膛的顶部设置燃烧器，在副炉膛的顶端连接尾部烟道。

在上述方案的基础上，在燃烧器中通入一次风，其中一次风在总风量中的占比为30％-50％；在主炉膛的上方通入二次风，二次风在总风量中的占比为30％-40％；在燃尽区入口处送入三次风，三次风在总风量中的占比为5％-10％。

在上述方案的基础上，将二次风沿主炉膛的高度方向分为多段送至主炉膛中。

在上述方案的基础上，在燃烧器处、主炉膛下方以及副炉膛下方的至少一处通入从尾部烟道引出的再循环烟气。

在上述方案的基础上，再循环烟气为尾部烟道中温度为100-150℃的烟气；再循环烟气在总烟气中的占比为15％-35％。

在上述方案的基础上，还包括：设置炉膛燃烧过程中不排渣，将炉膛中产生的灰渣储存收集在炉膛的底部作为蓄热池。

在上述方案的基础上，还包括：向主炉膛的内部喷入氧化钙粉末进行炉内脱硫；对尾部烟气进行喷水加湿，使得未反应的氧化钙粉末进行增湿活化再次进行脱硫反应。

在上述方案的基础上，氧化钙粉末的喷入量根据煤粉中的含硫量确定，使得钙硫摩尔比为1.5-2.5；对尾部烟气的喷水量根据氧化钙粉末的量确定，使得水钙摩尔比为3.5-4。

在上述方案的基础上，通过对炉膛结构的设计以及对燃烧器中送料量计算设计，控制炉膛内燃烧温度小于等于950℃。

(三)有益效果