[发明专利]一种低氮源纯氧燃烧方法

说明书

本发明属于热能工程领域，公开了一种低氮源纯氧燃烧方法，所述方法采用低氮燃料，采用纯氧为助燃气体，将所述纯氧和所述低氮燃料隔离输送，控制纯氧/低氮燃料的配比，在燃烧室中进行四角切圆纯氧燃烧，实现所述低氮燃料深度燃尽，从而降低CO和NOx的排放浓度。本发明实现了燃前氮源减量，从源头杜绝或减少了NOx，提高了燃料热能转换效率，无需烟气脱硝装置，实现NOx燃烧排放浓度为5mg/m3‑100mg/m3，CO燃烧排放浓度为50mg/m3‑500mg/m3，燃烧效率95%以上。

技术领域

本发明涉及一种低氮源纯氧燃烧方法，属于热能工程领域。

背景技术

因燃烧产生的氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一。燃烧过程中NOx的形成主要有两种：一是燃料型，即含氮燃料在燃烧过程中生成NOx；二是热力型，即助燃气中氮气在高温下和氧气生成NOx。目前控制NOx排放主要途径有低氮燃烧技术和烟气脱硝技术。热力型NOx生成浓度与燃烧温度成指数正相关。因此，现有的低氮燃烧技术主要通过控制燃烧温度，特别是要不高于1100℃燃烧，尽可能降低热力型NOx生成，其主要措施是分级燃烧。分级燃烧尽管可以降低热力型NOx的生成，但NOx的燃烧排放浓度远远超过50mg/m3，需要造价昂贵复杂的脱硝系统，而且燃料燃烧不充分，CO燃烧排放浓度高（1000-20000mg/m3），燃料热能转换效率低。

为降低NOx燃烧排放，中国专利（CN104132344A）公开了一种极低氮氧化物排放的燃气无焰燃烧装置及燃烧方法，通过预混燃气方式的无焰燃烧实现了极低NOx排放（5ppm左右）。该专利只适用于气体燃料燃烧，且助燃气为空气，含有大量的氮气，烧温度不高，热能转换效率低，CO排放浓度高。中国专利（CN205782803U）公开了一种火电厂锅炉烟气循环富氧燃烧系统，通过烟气循环富氧燃烧技术实现了煤粉锅炉的低NOx排放，但是助燃气中氧含量远远不足以实现低NOx深度燃烧燃尽，CO排放浓度高，燃料热能转换效率不高，需要造价昂贵复杂的脱硝系统。中国专利（CN106482150A）公开了一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOX控制系统和方法，通过空气分级和炉膛内SNCR脱硝技术达到NOx燃烧排放达标，但是SNCR脱硝技术会导致燃料燃烧效率降低，CO排放浓度过高。中国专利（CN106594718A）公开了一种用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，通过纯氧燃烧达到高效燃烧和降低热力型NOx的目的，平流燃烧方式煤粉和助燃气混合不理想，燃烧不充分，由于燃料氮含量较高（一般大于0.5%），导致NOx排放浓度远远超标，燃烧需要造价昂贵复杂的脱硝系统。

发明内容

针对现有低氮燃烧技术存在的NOx燃烧排放浓度高、CO燃烧排放浓度高、脱硝系统复杂等世界性的难题，本发明提供了一种低氮纯氧燃烧技术，从源头上杜绝或减少燃料型NOx和热力型NOx，采用纯氧燃烧，实现燃料深度燃尽，极大降低CO排放浓度，实现了超低NOx和超低CO的燃烧排放，无需烟气脱硝系统，不仅实现了清洁燃烧，燃料燃尽，而且不需要投资巨大的环保设施，是一种颠覆性的洁净燃烧技术。

本发明的技术方案为：

一种低氮源纯氧燃烧方法，所述方法采用低氮燃料，采用纯氧为助燃气体，将所述纯氧和所述低氮燃料隔离输送，控制纯氧/低氮燃料的配比，在燃烧室中进行四角切圆纯氧燃烧，从而提高燃料的热能转化效率，降低CO和NOx的排放浓度。

进一步地，所述低氮燃料为低氮固体燃料、低氮液体燃料或低氮气体燃料中的任意一种。

进一步地，所述低氮固体燃料为低氮煤粉和/或石墨粉；所述低氮液体燃料为汽油、煤油、柴油、重油中的任意一种或任意两种及两种以上；所述低氮气体燃料为天然气和/或水煤气。