[发明专利]一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统及方法

说明书

本发明公开了一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统及方法，包括：贫氧燃烧室和CO催化氧化装置；贫氧燃烧室的内部含有空腔，贫氧燃烧室的上端设置有烟气出口；贫氧燃烧室的烟气出口下游布置有二次燃烧室；二次燃烧室的烟气入口与贫氧燃烧室的烟气出口相连通；二次燃烧室的烟气出口下游布置有补风室；补风室的烟气入口通过与二次燃烧室的烟气出口相连通；补风室的烟气出口下游布置有CO催化氧化装置；CO催化氧化装置的烟气入口与补风室的烟气出口相连通。本发明通过将煤分级燃烧，可达到高效低NO_x排放，降低大气污染；不包括SCR脱硝装置，可避免脱硝过程中遇到的催化剂最佳温度限制、喷氨混合均匀性以及催化剂废料处理等严重问题。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统及方法。

背景技术

随着我国国民经济日益增长，各行业用电量逐年增大，各电力行业如雨后春笋般迅猛发展。近年来，火电燃煤机组持续占据领导地位，在今后很长一段时间内不会发生明显变化。这些火电机组带给我们赖以生存的电能同时，消耗了大量不可再生的化石能源，化石燃料燃烧会产生氮氧化物(NO_x)，其是主要大气污染物之一，会对生态环境造成一定的影响。

近年来，国内外燃煤电站低氮燃烧多采用以下方法：空气分级燃烧技术，即燃烧所需空气量分两级送入，使燃烧分两级完成，该方法存在会引起炉膛效率下降，炉膛内结渣腐蚀的问题；低氧燃烧法，即在低过量空气系数下燃烧，能减少燃料型NO_x的生成，但是由于燃烧未完全，烟气中残留部分CO等还原性气体，会导致灰分灰熔点降低，受热面结渣等现象；低NO_x燃烧器法，通过改变风煤比，降低着火区氧温度和浓度，最大限度抑制NO_x的生成，但其存在结构复杂、易结渣的问题。

目前燃煤电站脱硝技术应用最为广泛的是选择性催化还原(SCR)技术，该方面技术较为成熟，在国内外被广泛应用。然而该技术在应用中经常面临很多严重问题，例如SCR催化剂活性温度区间为320℃～400℃，低负荷下脱硝装置入口烟温低于活性温度，脱硝效率较差；SCR催化剂与氨的废料处理问题；脱硝过程中喷氨量对后续受热面的影响问题；喷氨与烟气能否混合均匀等。这些存在的问题会导致燃煤锅炉全负荷下脱硝效率难以到达国家要求水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统和方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统通过将煤分级燃烧，可达到高效低NO_x排放，降低大气污染；其不包括SCR脱硝装置，可避免脱硝过程中遇到的催化剂最佳温度限制、喷氨混合均匀性以及催化剂废料处理等严重问题。对于其他煤种，也可采用非熔渣及流化床燃烧室。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，包括：贫氧燃烧室和CO催化氧化装置；贫氧燃烧室的内部含有空腔，贫氧燃烧室的上端设置有烟气出口；贫氧燃烧室的下部侧壁上设有若干一次风进口；一次风进口与贫氧燃烧室的内部的空腔相连通；贫氧燃烧室的烟气出口下游布置有二次燃烧室；二次燃烧室设置有烟气入口、烟气出口和若干第一高温空气入口，二次燃烧室的烟气入口与贫氧燃烧室的烟气出口相连通；二次燃烧室的烟气出口下游布置有补风室；补风室设置有烟气入口、烟气出口和若干第二高温空气入口，补风室的烟气入口通过与二次燃烧室的烟气出口相连通；补风室的烟气出口下游布置有CO催化氧化装置；CO催化氧化装置设置有烟气入口、烟气出口，CO催化氧化装置的烟气入口与补风室的烟气出口相连通。

进一步的，贫氧燃烧室的烟气出口上部连通有第一竖直烟道；第一竖直烟道中从下至上布置有对流受热面和二次燃烧室；第一竖直烟道的出口连接有水平烟道，水平烟道中布置有对流受热面；水平烟道的出口连通向下设置的第二竖直烟道，第二竖直烟道中从上至下依次布置有补风室、CO催化氧化装置、省煤器、空气预热器及排烟口。