[发明专利]一种气化飞灰低NOx

说明书

本发明公开了一种气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理系统和方法。本发明将旋风燃烧技术与O₂/CO₂燃烧技术相结合，利用旋风炉燃烧强度高的特点熔融处理气化飞灰，再将燃烧后的熔融渣进行两级冷却，得到的冷却渣可以用来制备陶瓷等产品。并且，为了保证燃烧强度，采取半焦与气化飞灰掺混，利用预热后的纯氧一次风进行送粉，以此达到强化燃烧的目的。燃烧过程中采取上下两股二次风进行分级配风，最终在锅炉中形成高温预燃区、主燃区和燃尽区，不仅强化了燃烧过程，也降低了锅炉的NO_x排放。燃烧后的烟气，经过冷凝和除尘后，可以收集到高浓度的CO₂，为锅炉O₂/CO₂燃烧提供CO₂。本发明不仅处理了固体废弃物气化飞灰，也进一步实现了低阶煤的高效清洁利用。

技术领域

本发明属于电站煤粉炉发电技术领域，特别涉及一种气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理系统和方法。

背景技术

随着我国低阶煤分级转化产业的不断发展，气化飞灰的产量也在逐年上升。但是气化飞灰本身挥发分含量极低，并且灰分含量较高，属于一种工业生产中常见的固体废弃物。但是气化飞灰具有一定的热值，如果直接进行填埋处理，那么这部分能源就得不到有效地利用。旋风燃烧锅炉是一种燃烧强度很高的锅炉，并且燃料在旋风炉中燃烧后灰渣将以熔融的形式排出，而气化飞灰的熔渣又具有很高的利用价值，可以用来制备陶瓷等产品。O₂/CO₂燃烧技术可以减少锅炉NO_x排放，并且对燃烧后的烟气进一步处理可以得到高浓度的CO₂，可以减少工业生产过程中的碳排放。将气化飞灰在旋风炉中进行O₂/CO₂燃烧，不仅可以利用气化飞灰的热值和其燃烧后的产物，也可以提高工业生产的效率，进一步实现低阶煤的梯级利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理系统和方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种气化飞灰低NO_x燃烧熔融处理系统，包括深冷空分设备、上二次风喷口、下二次风喷口、燃尽风喷口、一级熔渣冷却装置、二级熔渣冷却装置、冷凝器、水箱、烟气除尘器、CO₂贮存装置和锅炉本体，以及在锅炉本体沿烟气流程布置的锅炉高温预燃区、主燃区和燃尽区；其中，

在旋风炉中进行O₂/CO₂燃烧，这样在尾部烟气处收集高浓度的CO₂；利用深冷空分设备制备氧气和氮气，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；将尾部烟气通入冷凝器中，利用液氧气化的冷能冷凝收集烟气中的水分于水箱中，再将烟气在烟气除尘器中进行除尘处理，最终得到高浓度的CO₂储存于CO₂贮存装置，用于锅炉O₂/CO₂燃烧利用；利用预热后的纯氧助燃半焦和气化飞灰，再通过上二次风喷口通入富氧二次风，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和燃尽风喷口喷入锅炉，在锅炉中形成了主燃区和燃尽区；燃烧后的熔渣在一级熔渣冷却装置和二级熔渣冷却装置中分别利用尾部烟气和氮气进行冷却，并且利用带出的热量对富氧一次风和气化飞灰进行预热；冷却后的熔渣用于制备陶瓷等产品。

本发明进一步的改进在于，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中冷凝并收集于水箱中。

本发明进一步的改进在于，该系统还包括一次风预热器和空气预热器，冷凝器出口处得到的纯氧先经过空气预热器预热，然后再经过一次风预热器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。