[发明专利]一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备

说明书

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，具体涉及一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备。

背景技术

我国是富煤少油少气的国家，由于环保的要求，在全国的大部地区已经禁止燃煤，全国范围内的锅炉用户很多都被要求改为燃油燃气锅炉，这样生产企业的生产成本较燃煤锅炉提高4倍不止。

其实锅炉烟气排放超标与燃料(油、气、煤)并没有直接关系，而是与燃烧设备和烟气处理设备有直接的关系。例如黑烟与燃料是否燃尽与燃烧设备有关；烟气中的二氧化硫排放、燃料含硫量与脱硫设备有关；烟气中的氮氧化物排放与燃烧温度、控制氮氧化物生成和脱硝设备有关；烟气中的粉尘与锅炉的结构和除尘设备有关，等等。要想排放达标，降低排放的费用，首先就要从燃烧这一源头控制，那么就要有好的洁净燃烧技术。现有燃煤锅炉的燃烧系统都存在结构上的不足，燃烧也是直燃式的，炉膛温度低导致燃料不完全燃烧，对环境造成很大的污染，同时由于燃烧不完全也造成很大的能源浪费。

这样就有一个突出的问题摆在我们面前，要想源头控制烟气排放，首先就要有一种成熟的、应用广泛的、高效的洁净燃烧技术及相应的设备，来解决燃煤的环保和节能问题，而且设备要运行安全可靠、维修率低。

传统锅炉的燃烧系统所存在的不足：

(一)链条炉排锅炉和往复炉排锅炉的缺点：

1、由于运动的炉排风室密封不好，各个风室窜风，且炉排两侧与侧立板之间有间隙，使炉排两侧进风量比炉排中间进风量要大，炉排布风不均匀，使燃烧不均匀、燃烧不完全、灰渣含碳量高、锅炉热效率低、烟囱冒黑烟、运行成本高。

2、炉排维修率高。

(二)煤粉锅炉缺点：

1、煤粉成本高，煤粉由制粉厂集中磨制、统一供应，煤粉的价格达到1吨1000元以上，燃料成本很高。

2、对操作技术要求高，操作不当会引起炉膛内爆和外爆及煤粉燃烧效率降低，有安全隐患。

3、炉内温度高易结焦，且易产生氮氧化物，所以必须低温燃烧，导致燃烧不完全。

4、燃烧后产生大量的飞灰，需要用采购成本和维护成本很高的布袋除尘器收集飞灰，从而增大引风机的功率，增加电耗量。

5、对煤的品质要求很高。

6、锅炉负荷调节范围低，负荷调节在70％-100％之间。

7、飞灰严重，燃烧温度控制不好，易在受热面管上挂渣、腐蚀受热面。

8、设备投资费用高。

(三)循环流化床锅炉的缺点：

1、设备及锅炉房投资费用高。

2、布风板维修率高。

3、旋风分离装置维修率高。

4、由于布风板阻力和煤层阻力，增加鼓风机功率，耗电量增加。

5、不能高温燃烧，高温燃烧存在烧坏布风板和炉膛挂焦，导致锅炉不能正常运行。

6、燃烧后产生大量的飞灰，需要用采购成本和维护成本很高的布袋除尘器收集飞灰，从而增大引风机的功率，增加电耗量。

7、只能烧劣质煤。

(四)燃油燃气锅炉特点：

1、燃料费用高。

2、烟气中的氮氧化物排量高，需要用专用设备脱掉烟气中的氮氧化物，采购设备费用和使用费用很高。

(五)水煤气锅炉的特点：

水煤气是一种高热值清洁燃料。传统水煤气锅炉是在煤气发生炉内通过五步法产生水煤气，工艺复杂，且需要通过管线输送到换热设备进行燃烧、换热。

传统煤气锅炉水煤气生产用的原料为煤和水蒸气，在煤气发生炉内生产水煤气。原理化学方程式从反应方程式可以看出，碳与水产生水煤气是在高温下的化学反应。

传统水煤气锅炉存在以下缺点：

1、工艺复杂、危险系数大，易爆燃。

2、不节能，热效率低，原因是水煤气在产气过程和输送过程中消耗热能。

3、设施复杂，“炉”和“锅”分离，占地面积大。

4、煤气输送管道易被煤焦油堵塞，煤焦油的成分比较复杂，煤焦油燃烧产生苯并芘、炭黑、硫化物、蒽等污染物极其严重。

总结以上各种锅炉燃烧设备的不足之处，有必要设计出既能洁净燃烧又能保证锅炉出力、锅炉运行成本低、基本无维修率、操作简便、运行稳定、安全可靠、锅炉房造价低的水煤气产烧一体化燃烧技术和相关设备。

发明内容