[发明专利]一种低NOx混燃系统及混燃方法

说明书

本发明公开了一种低NOx混燃系统及混燃方法，混燃系统，包括：热解反应器，其入口与煤源连接，用于将煤热解，制备半焦和热解气；热解半焦仓，其进口与所述热解反应器的固体出口连接，内部设置换热器，用于对热解后的半焦降温；磨煤机，其进口分别与所述热解半焦仓的出口和半焦源连接；锅炉，从上到下依次为燃尽区、NOx还原区、主燃烧区和预热着火区，NOx还原区、主燃烧区和预热着火区的侧壁上依次设置有第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器；第一燃烧器和第二燃烧器的进口均与所述热解反应器的热解气出口连接；第三燃烧器的进口通过气路与所述磨煤机的出口连接。

技术领域

本发明涉及半焦及气化残碳的高效低氮燃烧技术领域，具体涉及一种利用高挥发分煤助燃半焦及气化残碳的电站锅炉低NOx混燃系统及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

我国是一个能源消费和生产大国，而煤炭是我国主要的能源资源，我国煤炭品种很多，从煤化程度最深的无烟煤到煤化程度最低的褐煤都有所储存，其中低阶煤的储量占到了总量的一半左右。直接对低阶煤进行燃烧或气化效率低，污染物和碳排放量大。利用热解技术对低阶煤进行分质转化和梯级利用是低阶煤高效清洁利用的重要方式。在热解过程中煤热解产生的热解气和焦油作为高品位原料实现利用，热解后产生的大量半焦及气化残碳进行燃烧发电，对其进行有效的利用，实现低阶煤碳清洁高效梯级利用。但由于这种热解副产品半焦及气化残碳属于超低挥发分碳基燃料，采用传统的燃烧技术，难以克服着火稳燃困难、燃尽率低、氮氧化物排放高等难题。实现此类燃料的清洁高效燃烧利用，已成为制约低阶煤分级转化的关键技术瓶颈。

利用高挥发煤与半焦(气化残碳)掺混燃烧是利用半焦(气化残碳)燃烧发电的一种有效方法。即在大型电站煤粉锅炉中掺烧一定比例的半焦(气化残碳)来代替动力煤。目前国内已进行了电站锅炉掺混燃烧半焦的工业试验，但掺烧半焦的比例不高，仅为30％左右，并且掺烧后锅炉效率也有所降低。

这主要是由于不同特性的煤种掺混之后送入炉内燃烧，由于煤质的差异性，存在争夺氧气的现象，高挥发分煤种会提前燃烧，使得低挥发分煤种燃烧处于欠氧状态，从而抑制了低挥发分煤种的着火及稳定燃烧，混合燃料的燃尽率降低。发明人经过研究发现通过提高氧浓度的方法，可以使着火特性得到改善，燃烧趋于稳定，燃尽率所有提高，但提高氧浓度后NOx生成量却不断升高。通过提高氧浓度，改善燃烧特性与降低NOx排放相互矛盾。因此提高电站锅炉掺混半焦比例，同时又降低NOx的排放，是实现超低挥发份碳基燃料清洁燃烧的关键。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种低NOx混燃系统及混燃方法。该方法可以实现半焦或气化残碳的高效燃烧，同时可以降低NOx的排放。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种低NOx混燃系统，包括：

热解反应器，其入口与煤源连接，用于将煤热解，制备半焦和热解气；

热解半焦仓，其进口与所述热解反应器的固体出口连接，内部设置换热器，用于对热解后的半焦降温；

磨煤机，其进口分别与所述热解半焦仓的出口和半焦源连接；

锅炉，从上到下依次为燃尽区、NOx还原区、主燃烧区和预热着火区，NOx还原区、主燃烧区和预热着火区的侧壁上依次设置有第一燃烧器、第二燃烧器和第三燃烧器；

第一燃烧器和第二燃烧器的进口均与所述热解反应器的热解气出口连接；

第三燃烧器的进口通过气路与所述磨煤机的出口连接。

磨煤机中磨细的半焦粉在风的携带作用下，进入第三燃烧器中进行燃烧。