[发明专利]一种低氮源纯氧燃烧方法在审

专利信息
申请号: 201711222240.6 申请日: 2017-11-29
公开(公告)号: CN108019739A 公开(公告)日: 2018-05-11
发明(设计)人: 张深根;黎琳;刘波;张柏林 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: F23C5/32 分类号: F23C5/32;F23K3/02;F23L7/00
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 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。

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