[发明专利]缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及方法

说明书

技术领域

本发明申请涉及一种缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及方法，涉及到中小型工业层燃锅炉的技术改造，能够实现节能以及减轻锅炉燃烧时氮氧化物的产生量，从而达到节能减排、改善环境的目的。

背景技术

燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。层燃炉根据炉排形式不同又分为：手烧炉、机械加煤炉，其中机械加煤炉有链条炉、振动排炉、往复推动排炉、抛煤炉等。

现有的锅炉燃烧，锅炉烟气外排不经过回流处理，使得外排的锅炉烟气氮氧化物浓度及温度较高，造成废气排放超标及热污染；锅炉鼓风机的鼓风温度是常温气体，使得锅炉外排烟气的余热得不到有效利用，浪费宝贵的燃料。

发明内容

本发明申请为了提高锅炉的燃烧效率和降低氮氧化物的产生量，提供一种缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及其方法。

本发明申请的一个目的是提供一种实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备。

具体来说，本发明申请所述的缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备，包括空气预热器、混合气体箱、鼓风机、锅炉烟气回流烟管、新鲜空气风管和鼓风机风管，空气预热器的烟气入烟室的一端与锅炉的烟气出口相通，并通过锅炉烟气回流烟管与混合气体箱相通，空气预热器的新鲜空气出气口通过新鲜空气风管与混合气体箱相通，混合气体箱与鼓风机的入风口相通，鼓风机通过鼓风机风管与锅炉的一次风风室入风口相通，为锅炉的一次风风室提供混合气体。

进一步的，所述锅炉烟气回流烟管的一端通过焊接连接空气预热器的烟气入烟室，另一端通过焊接与混合气体箱连接。

进一步的，所述的锅炉烟气回流管上设有第一阀门，用来控制烟气回流气体量的大小。

进一步的，所述的新鲜空气风管的一端通过焊接连接空气预热器的新鲜空气出气口，另一端通过焊接与混合气体箱连接。

进一步的，所述的新鲜空气风管上设有第二阀门，控制补充的新鲜预热空气的空气量大小。

所述的缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及方法，通过调节上述两个阀门，控制两股气体的风量。

更进一步的，所述锅炉烟气回流烟管与第一阀门通过法兰与螺丝连接。

进一步的，所述鼓风机风管与鼓风机的进风口和出风口用法兰和螺栓连接，所述鼓风机风管与混合气体箱通过焊接连接。

本发明申请的另一个目的是提供缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的方法，所述方法使用上述的设备，空气预热器的烟气入烟室的一端与锅炉的烟气出口相通，并通过锅炉烟气回流烟管与混合气体箱相连，空气预热器的新鲜空气出气口通过新鲜空气风管与混合气体箱相通，混合气体箱与鼓风机的入风口相连，鼓风机通过鼓风机风管与锅炉的一次风风室入风口相连，为锅炉的一次风风室提供混合气，锅炉烟气回流烟管内的烟气回流使得锅炉内部的二氧化碳浓度较高，造成锅炉内部的燃料缺氧燃烧，回流的二氧化碳和碳黑颗粒及燃料生成碳，在此燃烧温度及缺氧条件下会形成下列反应：C+CO₂＝2CO，2C+O₂＝2CO；锅炉氮氧化物排放的主要来源是燃料型氮氧化物，既燃料中的有机氮在较低的温度燃烧时能快速生成的一氧化氮，占锅炉废气排放的氮氧化物比例超过90％；当生成的一氧化氮遇到缺氧燃烧条件下产生的很高浓度的一氧化碳时，在此温度条件下会发生下列化学反应：2CO+2NO＝2CO₂+N₂,即将生成的一氧化氮转化成氮气，从而实现在燃烧过程中去除绝大部分燃料型氮氧化物，达到减少氮氧化物产生量的减排效果。

进一步的，上述方法中，补充锅炉的新鲜空气通过空气预热器的预热，使锅炉烟气的外排温度降低，并充分利用锅炉烟气中的余热，达到节能减排的目的。

进一步的，上述方法中，所述鼓风机从混合气体箱里抽取锅炉回流烟气和经过空气预热器预热的新鲜空气的混合气体，送到锅炉下端的一次风风室里。

本发明缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及方法的工作过程是：鼓风机通过锅炉烟气回流烟管和新鲜空气风管分别抽取锅炉烟气和新鲜空气，到混合气体箱内混合均匀后，通过鼓风机风管被送进锅炉内，各种气体在锅炉炉膛内发生氧化还原反应，达到消除或大幅减少氮氧化物的作用。

附图说明