[发明专利]一种锅炉燃烧系统及利用该系统燃烧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染控制领域，尤其涉及一种通过减少脱硝中NO_X的产生来达到大气污染治理的系统。

背景技术

目前锅炉常规的燃烧系统是由空气-燃料组成，空气中有21%的氧气参与助燃，78%的氮气不参与燃烧，其中大量的氮气被无谓的加热，在高温下排入大气，造成大量的热量损失，同时氮气在高温下还与氧气反应生成NO_X气体，排入大气极易形成酸雨，危害地表动植物的正常生存和生活，造成环境污染。传统脱硝方法是将反应后的烟气引入脱硝塔，用氨气或氨水来还原烟气中的NO_X，生成氮气和水后排入大气，这个过程也造成大量的热量损失，由于要满足化学反应的要求，脱硝塔投资成本也较大。

从节能和减少污染排放的需要出发，国内外开始研究一项高效节能的燃烧技术：纯氧燃烧技术。纯氧燃烧，即用纯氧代替空气作为助燃剂，直接在反应炉窑内喷射O₂。燃料在纯氧的环境下燃烧，燃烧速度快，温度高。由于理论燃气需要量减少，纯氧燃烧比空气-氧气燃烧产生的烟气量减少近80%，燃烧废气中的污染物（CO₂）浓度增加，可以使废气处理更有效率。而且，由于没有N₂参与，燃烧产物中NO_X极少，烟气可以不用脱硝即排入大气，省去了脱硝系统。

例如CN 101504150A公开了一种仓储式煤粉锅炉燃烧的控制方法及装置，其实利用纯氧进行燃烧的方法。所述方法包括：获取仓储式煤粉锅炉的三次风压力的平均值；依据所述平均值，预置的三次风前馈系数，锅炉内的氧量测量值和预置的氧量设定值，生成二次风量调整指令；将所述二次风量调整指令发送至二次风量调整执行器，以便于所述二次风量调整执行器依据所述二次风量调整指令控制所述仓储式煤粉锅炉的燃烧。根据该发明实施例，可以解决现有技术中因三次风量的急骤变化引起的锅炉燃烧不稳定的问题，可以提升仓储式煤粉锅炉燃烧的稳定性。

但是由于使用纯氧燃烧，炉膛内温度极高，高温炉膛需要大量回流烟道以降低温度避免损害炉体；烟气再循环量大，因此增加了操作成本；氧站建设成本高，所以目前纯氧燃烧在国内目前尚处于技术研发及封存潜能评估阶段。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉燃烧系统，本发明的另一目的在于提供一种利用本发明所述的锅炉燃烧系统燃烧燃料的方法。本发明的锅炉燃烧系统燃烧反应产生的NO_X含量低，烟气不用设置脱硝装置即可排入大气。可见利用本发明提供的锅炉燃烧系统具有成本低，投资小的巨大优势。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

一种锅炉燃烧系统，在烟气进口处设置气体分离器2，气体成分在线监测装置6设置于入口主烟道5内，并与氧气输送挡板门4相连接。

气体成分在线监测装置6用来检测进入入口主烟道5的气体成分含量，当入口主烟道5的气体成分含量达到设定值时，氧气输送挡板门4为输送氧气正常输送档，当入口主烟道5的气体成分含量未达到设定值时，氧气输送挡板门4转为输送氧气加量输送档，当入口主烟道5的成分含量超过设定值时，氧气输送挡板门4转为输送氧气减量输送档。通过气体成分在线监测装置6和氧气输送挡板门4的协调控制，使入口主烟道5的气体成分始终处于设定值。其中气体分离器2可以把氧气从空气中分离出来

作为优选技术方案，本发明所述的锅炉燃烧系统，在烟气出口8设置循环烟道9。为使资源得以充分利用，在烟气出口8设循环烟道9，使燃烧产生的CO₂与分离出的O₂重新组合成助燃气注入入口主烟道5参与燃烧。

作为优选技术方案，本发明所述的锅炉燃烧系统，在烟气进口处设置气体分离器2，气体成分在线监测装置6设置于入口主烟道5内，并与氧气输送挡板门4相连接；在烟气出口8设置循环烟道9。

本发明提供的锅炉燃烧系统可连接烟气脱硫装置、等离子点火及稳燃装置等中的1种或多种。

本发明提供的锅炉燃烧系统的具体为：气体分离器2、入口主烟道5、锅炉7、烟气出口8依次连接；经气体分离器2分离后的O₂进入入口主烟道5；在气体分离器2和入口主烟道5之间设置氧气输送挡板门4，气体成分在线监测装置6设置于入口主烟道5内，并与氧气输送挡板门4相连接；烟气出口8出来的烟气通过引风机1进入循环烟道9与经气体分离器2分离出的O₂重新组合成助燃气注入入口主烟道5参与燃烧。