[发明专利]一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法和装置

权利要求书

1.一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化装置，其特征在于：包括：磨煤机(1)、气化炉(7)、锅炉炉膛(10)；

所述磨煤机(1)通过主管道与锅炉炉膛(10)上锅炉一次风和煤粉进口(9)连通；所述锅炉一次风和煤粉进口(9)设置在锅炉炉膛(10)一侧的侧壁上；在所述主管道上设有锅炉一次风主管路调节阀(2)；

在所述主管道上新增一条旁路管道，并在旁路管道上设有锅炉一次风旁路调节阀(3)和锅炉一次风旁路流量计(4)；

在所述气化炉(7)两端分别设有开口，一端为煤粉烧嘴(5)另一端为燃气喷管(8)；在煤粉烧嘴(5)内设有煤粉通道(11)，在煤粉通道(11)内设有等离子体发生器(6)；所述气化炉(7)设置在旁路管道末端与锅炉一次风和煤粉进口(9)之间，所述煤粉烧嘴(5)与旁路管道末端连通，所述燃气喷管(8)与锅炉一次风和煤粉进口(9)紧密连接；所述主管道末端与锅炉一次风和煤粉进口(9)连通。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化装置，其特征在于：所述气化炉(7)的气化炉炉体(12)通体采用耐火材料。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化装置，其特征在于：所述气化炉(7)的耐火材料的允许使用温度1200℃，耐压强度≥60MPa。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化装置，其特征在于：所述等离子体发生器(6)位于煤粉烧嘴(5)的中心，并深入气化炉炉体(12)0～10mm。

5.一种使用权利要求1～5任意一项所述装置的燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将原煤送入磨煤机(1)，研磨成煤粉，调节磨煤机(1)的风量，空气携带煤粉作为锅炉一次风和燃料，从磨煤机(1)顶部排出，由锅炉的一次风进口进入锅炉炉膛；

步骤2，调节主管道和旁路管道上的调节阀(2)和调节阀(3)的开度，控制煤粉经煤粉烧嘴(5)进入气化炉(7)；

步骤3，控制一定量的空气进入位于煤粉烧嘴(5)中心的等离子体发生器(6)，调节电流强度，产生高温等离子体炬，点燃煤粉；

步骤4，调节等离子发生器(6)的空气流量和电流强度，维持气化炉反应温度800～1200℃，煤粉发生热裂解，并与氧气反应，生成富含CO的高温燃气；

步骤5，高温燃气携带未燃尽的煤粉由燃气喷管(8)喷入锅炉炉膛(10)内，完成稳定锅炉内煤粉燃烧。

6.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：所述步骤1中空气与煤粉质量比为1～5:1；所述煤粉粒径小于200μm。

7.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：所述步骤2中进入气化炉(7)的煤粉占总重量的2-10％；所述步骤2中煤粉烧嘴(5)出口的气流速度为20～60m/s；所述步骤4中气化炉内气体的流速0.5～5m/s。

8.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：所述步骤3中等离子体炬的空气量为1～50Nm³/h，流速0.5～5m/s。

9.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：所述步骤4中气化炉内气体和固体颗粒的停留时间0.5-10s。

10.根据权利要求5所述的一种燃煤锅炉低负荷稳燃的等离子体煤气化方法，其特征在于：所述步骤5中高温燃气携带未燃尽的煤粉由燃气喷管喷入锅炉炉膛的速度20～80m/s。