[发明专利]一种气化飞灰低NOx

权利要求书

1.一种气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理系统，其特征在于，包括深冷空分设备（1）、上二次风喷口（7）、下二次风喷口（8）、燃尽风喷口（9）、一级熔渣冷却装置（11）、二级熔渣冷却装置（12）、冷凝器（13）、水箱（14）、烟气除尘器（15）、CO₂贮存装置（16）和锅炉本体（19），以及在锅炉本体（19）沿烟气流程布置的锅炉高温预燃区、主燃区和燃尽区；其中，

上二次风喷口（7）和下二次风喷口（8）分别布置在锅炉本体（19）的高温预燃区和主燃区，燃尽风喷口（9）则是布置在锅炉本体（19）的燃尽区；一级熔渣冷却装置（11）和二级熔渣冷却装置（12）布置在锅炉本体（19）主燃区的下部，组成两级熔渣冷却系统；冷凝器（13）、水箱（14）、烟气除尘器（15）和CO₂贮存装置（16）布置在锅炉本体（19）的尾部烟道后，对尾部产生的烟气进行后续的处理；深冷空分设备（1）同样布置在锅炉本体（19）的尾部烟道后，用来制备纯氧气和纯氮气；

在锅炉本体（19）中进行O₂/CO₂燃烧，这样在尾部烟气处可收集到高浓度的CO₂；利用深冷空分设备（1）制备纯氧气和纯氮气，制备出的氮气一部分作为化工产品进行收集，另一部分则用于冷却熔渣；部分尾部烟气由锅炉本体（19）出口处进入一级熔渣冷却装置（11），对熔渣进行冷却，携带热量的烟气回到空气预热器（10）之前，混合锅炉燃烧产生的烟气在空气预热器（10）中对纯氧进行一级预热；将部分尾部烟气由锅炉本体（19）的空气预热器（10）后的尾部烟道通入冷凝器（13）中，利用液氧气化的冷能冷凝收集烟气中的水分于水箱（14）中，再将这部分烟气由冷凝器（13）出口通入烟气除尘器（15）中进行除尘处理，最终得到高浓度的CO₂储存于CO₂贮存装置（16），用于锅炉O₂/CO₂燃烧利用；由深冷空分设备（1）制备的纯氧按顺序经过锅炉本体（19）尾部的空气预热器（10）和一次风预热器（4），并且完成两级预热，预热后的纯氧不仅用来助燃半焦和气化飞灰，还通过上二次风喷口（7）通入富氧二次风，在锅炉中形成高温预燃区；贫氧二次风和富氧燃尽风分别通过下二次风喷口（8）和燃尽风喷口（9）喷入锅炉，在锅炉中形成了主燃区和燃尽区；燃烧后的熔渣按顺序在一级熔渣冷却装置（11）和二级熔渣冷却装置（12）中分别利用部分尾部烟气和纯氮气进行冷却，并且利用氮气带出的热量对富氧一次风和气化飞灰进行预热，最终氮气进行排空处理；冷却后的熔渣用于制备陶瓷；

在旋风炉中进行O₂/CO₂燃烧，锅炉出口烟气的水分利用液氧气化的冷能在冷凝器（13）中冷凝并收集于水箱（14）中；

该系统还包括一次风预热器（4）和空气预热器（10），冷凝器（13）出口处得到的纯氧先经过空气预热器（10）预热，然后再经过一次风预热器（4）由携带熔渣热量的氮气进行二次预热，最终纯氧作为一次风携带兰炭和气化飞灰进入锅炉；

该系统还包括气化飞灰预热器（3），燃烧后的熔渣首先在具有链条的一级熔渣冷却装置（11）中由部分尾部烟气进行冷却，冷却至500~600 ℃，升温后的烟气送入空气预热器（10）前的炉膛强化后续的换热过程；接下来熔渣进入二级熔渣冷却装置（12）由深冷空分设备 （1）制备的氮气进行冷却至室温，产生的冷却渣用于后续制备陶瓷产品；升温后的氮气先在气化飞灰预热器（3）中预热气化飞灰，再在一次风预热器（4）中预热纯氧一次风，最终排空处理；

该系统还包括一次风机（5），用于将纯氧送入燃烧器（6）；

该系统还包括兰炭磨煤机（2），位于燃烧器（6）的前端，用于对兰炭进行磨粉处理；

该系统还包括氧气风机（17）和CO₂风机（18），用于将经过二次预热的纯氧和CO₂按比例混合形成贫氧二次风和富氧二次风；

该系统还包括燃烧器（6），兰炭和气化飞灰分别由燃烧器（6）的内通道和外通道送入炉膛，使得两种燃料都得以充分燃烧；富氧二次风和贫氧二次风分别由上二次风喷口（7）和下二次风喷口（8）送入炉膛，富氧燃尽风则由燃尽风喷口（9）送入炉膛，在锅炉中形成高温预燃区、主燃区和燃尽区。

2.一种如权利要求1所述系统的气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理方法，其特征在于，包括：

通过深冷空分设备（1）、锅炉本体（19）耦合，生产电能和陶瓷产品；

利用旋风燃烧和O₂/CO₂燃烧的结合，不仅将固体废弃物气化飞灰进行熔融处理，还通过冷凝器（13）和烟气除尘器（15）处理得到高浓度的CO₂；

通过调整配风方式，在锅炉中形成高温预燃区、主燃区和燃尽区，强化燃烧的同时降低锅炉出口处NO_x排放；

利用尾部烟气和氮气对熔渣进行两级冷却，再将带出的热量进行预热一次风操作，在冷却熔渣的同时，提高了工业生产的效率；

纯氧一次风进行了两级预热，气化飞灰进行了一级预热，由此有利于强化气化飞灰的燃烧。