[发明专利]一种空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉及其燃烧方法

权利要求书

1.一种空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，包括预燃装置(1)和主炉体(7)，所述预燃装置(1)的出口与所述主炉体(7)的进口连接，所述主炉体(7)包括顶拱(6)、位于所述顶拱(6)下方并与所述顶拱(6)形成主燃烧区的炉排(4)、至少前部位于所述顶拱(6)和所述炉排(4)之间的后拱(13)、位于所述后拱(13)后端上方并与所述顶拱(6)的后端之间形成第一出口的后墙(15)，炉排(4)后端为第二出口，所述主燃烧区的位于所述后拱(13)前方的部分沿从前至后的方向依次包括连通的贫氧燃烧区(5)和富氧燃烧区(10)，所述顶拱(6)和后拱(13)上方之间为高温燃尽区(12)，炉排(4)上方和后拱(13)下方之间为低温燃尽区(14)。

2.根据权利要求1所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，所述顶拱(6)下方设置有分隔墙(9)，所述分隔墙(9)前后分别为所述贫氧燃烧区(5)和所述富氧燃烧区(10)；所述分隔墙(9)与所述炉排(4)之间具有将贫氧燃烧区(5)和富氧燃烧区(10)连通的通道。

3.根据权利要求1所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，所述顶拱(6)下方设置有分隔墙(9)，所述分隔墙(9)上设有若干通孔，所述贫氧燃烧区(5)通过所述通孔与所述富氧燃烧区(10)连通；所述通孔设有可调节开度的挡板，以控制流通截面积。

4.根据权利要求1所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，在所述预燃装置(1)的顶部和/或所述预燃装置(1)的两侧墙上设置有前置调节风管(3)，空气由所述前置调节风管(3)的喷口射入所述预燃装置(1)的热解气化区(2)或所述贫氧燃烧区(5)内。

5.根据权利要求1所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，所述贫氧燃烧区(5)设置有后置调节风管(8)，所述后置调节风管(8)设置于所述顶拱(6)的顶部和/或所述贫氧燃烧区(5)的两侧墙上，空气由所述后置调节风管(8)的喷口射入所述贫氧燃烧区(5)。

6.根据权利要求1所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉，其特征在于，在所述富氧燃烧区(10)和/或所述高温燃尽区(12)中设置有二次风管(11)，所述二次风管(11)设置在所述顶拱(6)的顶部、和/或所述富氧燃烧区(10)的两侧墙上、和/或所述高温燃尽区(12)的两侧墙上，空气由所述二次风管(11)的喷口射入所述富氧燃烧区(10)和/或所述高温燃尽区(12)。

7.一种基于如权利要求1至6任一所述的空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉的燃烧方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、煤炭进入所述预燃装置(1)进行热解气化产生半焦和热解气化煤气；

步骤B1、步骤A产生的的煤气进入所述贫氧燃烧区(5)，在还原性气氛下继续燃烧、使得至少部分NOx被还原为N₂；

步骤C、步骤B1燃烧所产生的烟气进入富氧燃烧区(10)充分燃烧，最后在高温燃尽区(12)燃尽后经第一出口离开主炉体(7)；

步骤B2、步骤A产生的半焦进入到炉排(4)上随炉排(4)向后方移动，并与经炉排(4)下部进入炉膛的助燃空气反应，逐渐燃尽后产生的固体产物经第二出口排出主炉体(7)。

8.根据权利要求7所述的燃烧方法，其特征在于，所述炉排(4)的位于所述富氧燃烧区(10)中的部分的下部配风强于所述炉排(4)的位于所述贫氧燃烧区(5)中的部分的下部配风，所述炉排(4)的位于所述后拱(13)下方的部分的下部配风沿从前至后的方向逐渐减弱。

9.根据权利要求7所述的燃烧方法，其特征在于，所述富氧燃烧区(10)的空气过量系数和所述高温燃尽区(12)的过量空气系数均大于或等于1，且所述高温燃尽区(12)的过量空气系数大于等于所述富氧燃烧区(10)的空气过量系数。

10.根据权利要求7至9任一项所述的燃烧方法，其特征在于，所述步骤A中，所述预燃装置(1)中采用下点火方式燃烧。