[实用新型]低NOx燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热力机械领域，特别涉及一种低NOx燃烧系统。

背景技术

煤炭的主要成分是C、H、O、N、S等，煤炭对环境的污染主要是其燃烧产生的污染物对环境的污染。煤炭燃烧后会产生大量的污染物如粉尘、SOx(硫氧化物，包括SO₂、SO₃、S₂O₃、SO、S₂O₇及SO₄)、NOx(氮氧化物，包括NO、NO₂及N₂O)及CO₂等。在NOx中，N₂O会导致温室效应，NO及NO₂被认为是导致地面臭氧、光化学烟雾和酸雨形成的重要原因。因此，NOx被认为是大气污染物的主要来源之一。

在世界范围内因燃烧化石燃料而排放的NOx在所有NOx排放中占有很大比例，例如，煤炭燃烧产生的NOx占我国烟尘排放NOx总量的67％。如何有效地控制NOx的生成与排放，进而改善大气环境质量是当今社会亟待解决的重要问题之一。同时，日益严格的环保法规要求开发先进的技术以减少NOx等污染物的排放(从2014年7月起，环保法规要求现有火力发电厂锅炉NOx排放浓度不超过100mg/m³)。因此，低NOx燃烧技术对我国的节能减排具有十分重要的意义。

现有技术中控制燃料燃烧产生的NOx排放的措施是在燃烧中控制NOx生成或在燃烧后将NOx还原。

燃煤燃烧后控制NOx排放的方法是采用SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)。该方法虽然减排率高，可使NO变为N₂的转化率达到80％以上，但其缺点是初投资大、运行成本过高，一些基于氨基的烟气脱氮技术还会发生氨的漏失，影响下游设备安全运行。

在燃煤燃烧过程中的控制一般采用低NOx燃烧技术，如空气分级燃烧、低过量空气系数运行、低NOx燃烧器燃烧、烟气再循环和再燃技术等等。

一些低NOx燃烧技术，如空气分级燃烧、低过量空气系数运行、低NOx燃烧器燃烧、烟气再循环等低NOx燃烧技术的NOx减排率在10～40％。这些低NOx燃烧技术控制NOx生成的反应条件和保证煤粉充分燃烧的反应条件相矛盾。

再燃技术作为低NOx燃烧技术的一种，因NOx减排率最高可以达到50％、成本低，还可以保证主燃区煤粉良好的燃烧条件，因此日益得到广泛应用。虽然如此，但是再燃技术的NOx减排率仍需配合较大容量的燃煤燃烧后控制NOx排放的设备(如SCR脱硝设备)才能达到NOx排放的要求。而且，由于采用再燃技术的主燃区过量空气系数大于1，多余的氧进入再燃区会消耗更多的再燃燃料，不利于再燃区还原气氛的形成，增加了再燃燃料占总燃料的份额。

再燃技术中再燃燃料一般选择反应活性较高的天然气或褐煤、烟煤。从再燃技术本身来看，气体再燃由于其还原反应发生在气相间，反应速度极快，用气体燃烧再燃的效果优于煤粉再燃，因此气体燃料为再燃燃料较好的选择。国外多采用天然气为再燃燃料。除天然气外，焦炉煤气、生物质气、地下煤层气等都可以作为气体再燃燃料。

由于我国气体燃烧资源分布不均、供应相对短缺，在没有气源的电厂，对于特定的煤粉炉往往受到气体再燃燃料来源的限制，存在投入产出比方面的忧虑，难以采用气体作为再燃燃料实施再燃技术。

而再燃燃料直接采用煤基燃料为再燃燃料存在一定的问题，采用常规煤粉为再燃燃料燃尽率较低，飞灰可燃物含量高，影响燃烧效率并会有二次污染。为了更广泛地应用再燃技术，国内科技人员针对超细粉再燃、水煤浆再燃等技术开展了广泛的研究。

例如，中国专利CN1240965C使用烟气输送从给粉机来的超细粉到炉内主燃区之后的再燃区进行再燃脱硝，人为的将主燃区和再燃区隔离，再燃区离炉膛出口太近造成烟气飞灰含碳量增加，不同给粉方式协调运行的调整及管理难度大，影响了该技术应用的通用性。而且，超细粉对于容量较小的中储式制粉系统电站锅炉比较方便(三次风中的超细煤粉)，但是大容量锅炉出于安全和占地考虑采用直吹式制粉系统，因此，没有大量稳定的超细煤粉来源。

综上，如何利用再燃技术，对再燃技术进行改进以适合我国以煤为主要燃料的国情成为在我国推广再燃技术的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低NOx燃烧系统，旨在实现较高的NOx减排率。