[发明专利]一种低二氧化碳排放的燃煤锅炉及燃烧方法

说明书

一种低二氧化碳排放的燃煤锅炉及燃烧方法，所述锅炉包括炉体，炉体上设置有底部进风口、排风口、燃烧供风区和燃尽供风区，燃烧供风区、燃尽供风区的对角进风口向炉体内供风形成切圆风场，还包括位于所述燃尽供风区上方的下沉供风区，下沉供风区用于向炉体中心喷射下沉气流，下沉气流穿过所述切圆风场的中心无风区下沉至锅炉底部与底部上升气流混合。本发明产生的下沉气流在燃尽供风区上方形成阻挡，同时，下沉气流由中心无风区下沉，与底部上升气流结合形成循环气流，增加了排放物、煤炭、氧气的接触时间，使得各物质的反应更加充分，燃料的燃尽率明显提高、降低了燃煤成本，减少烟尘中的固体颗粒杂质，降低COsubgt;2/subgt;、SOsubgt;2/subgt;、NOsubgt;X/subgt;的气体排放物的排放量。

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种能够降低烟尘、二氧化碳等排放物的排放量的燃煤锅炉以及燃烧方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国能源消费日益增长，已成为世界能源消费大国。在我国的一次能源消费总量中，煤炭消费处于绝对优势，大约占能源消费总量的七成。

煤炭作为重要的能源在我国发挥着重要的作用，但同时燃煤也对环境造成了严重的污染。二氧化碳、氮氧化物是一类能造成大气环境严重污染的气体，基本上被认为是大气污染的主要来源之一。目前我国能源构成的最大特点是以煤炭为主，这将产生大量的二氧化碳和氮氧化物气体，因此这样的能源结构对经济高效增长及生态环境都会产生负面影响。

随着国家对环保排放要求越来越高，低排放燃烧技术和后处理技术已经被广泛地应用于各种锅炉和燃烧器配套。专利CN102692013B公开了一种空气分级燃烧技术下的切向燃烧系统，其提供了一种整体的空气分级方法和分级切向燃烧方法。如图1所示，现有技术中多利用对角一次风和煤粉混合气流102对冲形成较小的切缘，再结合偏置起旋风、折边风等二次风的使锅炉的燃烧层207、燃尽层206的截面的流场呈如图2所示的切圆燃烧状态，控制了炉壁结焦和腐蚀。但是，该切向燃烧技术形成的风场存在强风区103、弱风区104和无风区105，导致供氧不合理、不到位、供氧量不足、接触时间过短，进而造成煤炭的燃烧不充分，使得生成的二氧化碳及其他排放物的总量基数大；同时，未燃尽的煤炭在底部进风口的驱动下向持续经排放口排放至尾气处理设备，增大了尾气处理压力和成本。因此，现有的燃煤锅炉无法有效地降低烟尘、CO₂、SO₂、NO_X的排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低二氧化碳排放的燃煤锅炉及燃烧方法，其利用顶部下沉式供风区的供风管向炉膛中心持续喷射气流，气流与上升通道的烟尘、二氧化碳对冲形成风幕，阻断烟尘、CO₂、SO₂、NO_X等排放物上行，再通过炉膛中心的无风区折返回流下沉到燃烧层与煤炭进行混合形成二次循环燃烧，解决了现有技术中煤炭燃烧不充分即排出锅炉所造成的燃煤成本高，以及二氧化碳、烟尘以及其他污染排放物排放量大所导致的后处理成本高、处理负荷大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种低二氧化碳排放的燃煤锅炉，包括炉体，所述炉体上设置有底部进风口、排风口、燃烧供风区和燃尽供风区，所述燃烧供风区、燃尽供风区的对角进风口向炉体内供风形成切圆风场，还包括位于所述燃尽供风区上方的下沉供风区，所述下沉供风区用于向炉体中心喷射下沉气流，所述下沉气流穿过所述切圆风场的中心无风区下沉至锅炉底部与底部上升气流混合。