[发明专利]采用富氧微油燃烧方式降低煤粉锅炉氮氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用富氧微油燃烧方式降低煤粉锅炉氮氧化物的方法，特指在各种燃煤发电锅炉中的应用。

背景技术

煤在燃烧过程中会生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物，这些污染物对我们的环境产生很大的危害，其中氮氧化物（NOx）的危害最大,如何降低煤燃烧中氮氧化物的排放，是我们必须面对和解决的重要问题。

为了解决氮氧化物的排放问题，国内外采用了各种减排方法：

烟气脱硝（SCR）技术，其原理是用氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N₂和H₂O，从而降低煤燃烧中氮氧化物的排放。

空气分级低氮燃烧技术，其原理是按实际总空气量的80%~90%通入锅炉空气，使整个锅炉煤粉燃烧在缺氧状态下进行，从而抑制氮氧化物的产生，然后让剩余的10%~20%实际总空气量由主燃烧器上方送入，使煤粉完全燃烧，从而降低煤燃烧中氮氧化物的排放。

 燃料分级低氮燃烧技术，其原理是先将80%的煤粉通入锅炉过量空气系数α>1的主燃烧区燃烧，再将20%的煤粉通入锅炉过量空气系数α<1主燃烧区上方燃烧，还原已生成的氮氧化物，最后在二级燃烧的上方通入所需的空气，使煤粉燃尽，降低煤燃烧中氮氧化物的排放。

     上述三种减排方法从理论上均可降低锅炉氮氧化物的排放。烟气脱硝（SCR）技术减排效果最好，能达到减排指标，但投资建设费用高，运行费用昂贵，严重增加发电企业生产成本，不符合我国目前的基本国情；空气分级低氮燃烧技术和燃料分级低氮燃烧技术投资及运行费用低，但分级深度不够，效果差，操作复杂，不能达到国家现行排放标准，同时，须将风和煤分配比例调节得当，否则会造成煤粉燃烧不尽等锅炉安全情况。

另外，对于目前各种正在实施的低氮燃烧技术而言，由于我国具体国情所致，如煤种不稳定、煤质波动、调峰幅度大、操作人为因素等具体国情，实际减排运行中均很难达到其自身理论设计要求的发电锅炉低氮减排的要求。

为了解决上述问题，本发明提出了符合中国国情的高效、经济、实用、易行的低氮燃烧新技术——采用富氧微油燃烧方式降低煤粉锅炉氮氧化物的方法。

发明内容                                            

本发明提出了采用富氧微油燃烧方式降低煤粉锅炉氮氧化物的方法，以减少氮氧化物的排放。

为达到以上目的，本发明的方案为：

锅炉全程运行过程中，在一次风管道中心部分煤粉流中加入少量氧气和少量燃油，加入的氧气降低一次风管道中心部分煤粉流的着火燃烧温度，并在少量燃油燃烧的作用下，让一次风管道中心部分煤粉流着火后持续燃烧。

进一步，一次风管道中心部分已燃烧的煤粉流，引燃整个一次风管道中的一次风粉流，引燃后的一次风粉流进入炉膛主燃区进一步燃烧，最后进入炉膛燃尽区燃尽。

进一步，一次风管道中心部分煤粉流中通入的氧气量，应使一次风管道中心部分煤粉流着火燃烧温度降至600℃~800℃以下。

进一步，随煤质（烟煤、贫煤、无烟煤）的变化一次风管道中心部分加入的氧气量为：10~100m3/h，加入的燃油量为：5~20kg/h。

进一步，一次风管道中心部分煤粉流的煤粉质量与一次风质量之比维持在0.24kg/kg~0.81kg/kg范围内。

进一步，炉膛主燃区风量由炉膛主燃区燃烧的煤粉量来确定，其过量空气系数维持在0.4~0.8的范围内。

进一步，炉膛燃尽区内通入一定量的助燃风，单位时间燃尽区助燃风量与主燃区风量之和达到单位时间锅炉煤量完全燃烧所需的实际风量。

本发明的原理及特点在于，锅炉全程运行过程中，一次风粉通过浓缩装置，使浓相煤粉质量与淡相煤粉质量之比保持在7:3到8:2之间，且一次风管道中心部分浓相煤粉的煤粉质量与一次风质量之比维持在0.24kg/kg~0.81kg/kg范围内，然后向一次风管道中心部分浓相煤粉流中通入少量的氧气和燃油，通入的氧气降低了一次风管道中心部分浓相煤粉流的着火温度，通入的燃油燃烧使一次风管道中心部分的浓相煤粉流着火并持续燃烧，然后在一次风管道中引燃整个一次风煤粉流，从而达到深度燃料分级燃烧。