CN100368725C - 一种煤炭清洁燃烧方法及燃烧炉 - Google Patents

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一种煤炭清洁燃烧方法及燃烧炉，包括：对称布置并隔开的热解室和燃烬室，其下方分别设第一热解气燃烧室和第二热解气燃烧室；热解室和燃烬室间设水套，第一热解气燃烧室和第二热解气燃烧室间设隔墙，其上设通孔；热解室和燃烬室底部安装水冷炉排；热解室、燃烬室、第一热解气燃烧室和第二热解气燃烧室的侧壁上分别设通风孔；热解室和燃烬室顶部分别设加煤门；一安装在热解室和燃烬室顶部的烟囱同时与热解室和燃烬室相通，在烟囱内设置封闭在烟囱与热解室和燃烬室之间的可翻转挡板。燃煤热解气首先穿过半焦层，然后进行充分燃烧，燃烧后产生的烟气再一次穿过另一半焦层，在穿过两次半焦层的过程中，烟气中的NO还原为N2，CO被氧化为CO2。

Description

一种煤炭清洁燃烧方法及燃烧炉
技术领域
本发明属于原煤的燃烧技术及燃烧设备领域，特别涉及一种可降低锅炉烟黑、氮氧化物(NOX)和一氧化碳(CO)排放的煤炭的清洁燃烧方法及燃烧炉。
背景技术
中国大气污染主要来源子煤炭的燃烧。目前我国大量的小型燃煤锅炉及民用炉都采用传统的燃烧方法，燃烧效率低，污染严重。发展中小型清洁燃烧技术设备，对我国减少污染，保护环境有十分重要的意义。
传统锅炉结构简单，燃煤直接进入炉膛燃烧，供风和煤燃烧产物同向流动直接排出高温的炉膛。由于烟气在高温区停留时间少且煤燃烧产物和过量空气混合不均，一方面CO和烟黑未能燃烬，另一方面燃烧产生的NOX未能还原，造成环境污染同时燃烧效率低。若提高过量空气系数或炉膛温度，虽使CO、烟黑的排放降低，但NOx的排放却随之增加，且排烟损失增大；反之，若降低过量空气系数或炉膛温度，虽使NOX的排放降低，但CO、烟黑的排放却随之增加。
发明专利ZL95102081.1公开了一种低NOx无烟燃煤方法和燃烧炉，煤首先在气化室中利用自身燃烧热量低氧热解气化，煤气化后剩下的半焦在燃烧室进行燃烧，由于其气化室主要进行煤的低氧干馏、热解，热解速度较慢，其抑制NOX排放主要在半焦区中进行，但是由于很大一部分热解气在半焦层上方燃烧，该部分热解气燃烧所产生的NOX和烟黑没有机会和半焦层接触，因此半焦层对这部分NOX和烟黑的没有消除作用。
本发明的目的是提供一种可降低锅炉烟黑、氮氧化物(NOX)和一氧化碳(CO)排放的煤炭清洁燃烧方法。
本发明的另一目的是提供一种煤炭清洁燃烧炉，可降低锅炉烟黑、氮氧化物(NOX)和一氧化碳(CO)排放。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的煤炭清洁燃烧炉，其结构如图1所示；该煤炭清洁燃烧炉包括：
对称布置并彼此相隔开的热解室20和燃烬室6，所述热解室20和燃烬室6的下方分别设有第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11；所述热解室20和燃烬室6之间设有水套19，所述第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间设有隔墙12，所述隔墙12上设有连通第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11的连通孔13；在所述热解室20和燃烬室6的底部安装水冷炉排9；所述热解室20、燃烬室6、第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11的侧壁上分别设有通风孔18、7、14和10；所述热解室20和燃烬室6的顶部分别设有加煤门21和4；一安装在所述热解室20和燃烬室6顶部的烟囱22同时与热解室20和燃烬室6相连通，在烟囱22内设置封闭在烟囱22与热解室20和燃烬室6之间的第一可翻转挡板26和第二可翻转挡板2。
本发明提供的煤炭清洁燃烧方法，其燃烧步骤如下：
1)首先分别打开热解室20与烟囱22之间的第一可翻转挡板26，燃烬室6与烟囱22之间的可翻转的挡板4，以使热解室20和燃烬室6与烟囱22相通，再打开热解室20、燃烬室6、第一热解气燃烧室15及第二热解气燃烧室11侧壁上的通风孔18、7、14和10；
2)通过设置在热解室20顶部的加煤门21和燃烬室6顶部的加煤门4分别向热解室20和燃烬室6内加入少量煤炭，并将煤炭点燃，热解室20和燃烬室6内的煤炭开始燃烧；
3)煤炭点燃后，煤炭挥发分开始燃烧，挥发分燃烧结束后煤炭形成半焦层继续燃烧；在热解室20内，挥发分燃烧结束后，关闭第一可翻转挡板26和热解室侧壁上的通风孔18，从热解室顶部的加煤口21加入煤炭；在焦炭燃烧产生的热量作用下，新加入的煤在缺氧条件下热解产生热解气和半焦，在烟囱22的负压作用下，热解气穿过热解室20的半焦层进入第一热解气燃烧室15，在第一热解气燃烧室15内，热解气与由通风口14进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间的隔墙12上的连通孔13进入第二热解气燃烧室11，没有燃烬的可燃物质在第二热解气燃烧室11内继续进行燃烧；第二热解气燃烧室11内的烟气通过燃烬室6内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在燃烬室6内烟气中的CO被燃烬；
4)在热解室20内的煤炭热解结束后，打开第一可翻转挡板26和热解室侧壁上的通风孔18；
5)关闭设置在燃烬室6侧壁上的通风孔7和位于燃烬室6和烟囱22连通处的第二可翻转挡板2，在燃烬室6内加入煤炭，在燃烬室6内焦炭燃烧热量的作用下，加入的煤炭在缺氧条件下热解，产生热解气和半焦，在烟囱22的负压作用下，燃烬室6内的热解气穿过燃烬室6的半焦层进入第二热解气燃烧室11，在其内热解气与由通风口7进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间的隔墙上的连通孔13进入第一热解气燃烧室15内，没有燃烬的可燃物质继续进行燃烧；在第一热解气燃烧室15内的烟气通过热解室20内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在热解室内烟气中的CO被燃烬；
6)燃烬室6内的煤炭热解结束后，反复循环重复上述步骤4)和步骤5)；
7)燃烧过程中产生的灰渣落到水冷炉排9上，当灰渣堆积到一定程度后，由位于炉底部的清灰门清除。
本发明提供的煤炭洁燃烧炉和清洁燃烧方法，特点是：燃煤热解气首先穿过半焦层，然后进行充分燃烧，燃烧后产生的烟气再一次穿过另一半焦层，在穿过两次半焦层的过程中，烟气中的NO还原为N2，CO被氧化为CO2。
附图说明
附图1为本发明的煤炭的清洁燃烧炉的结构示意图。
具体实施方式
图1为煤炭的清洁燃烧炉一实施例的纵向剖视图；由图可知，本发明提供的煤炭清洁燃烧炉，包括：
对称布置并彼此相隔开的热解室20和燃烬室6，所述热解室20和燃烬室6的下方分别设有第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11；所述热解室20和燃烬室6之间设有水套19，所述第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间设有隔墙12，所述隔墙12上设有连通第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11的连通孔13；在所述热解室20和燃烬室6的底部安装第一水冷炉排9；所述热解室20、燃烬室6、第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11的侧壁上分别设有通风孔18、7、14和10；所述热解室20和燃烬室6的顶部分别设有加煤门21和4；一安装在所述热解室20和燃烬室6顶部的烟囱22同时与热解室20和燃烬室6相连通，在烟囱22内设置封闭在烟囱22与热解室20和燃烬室6之间的第一可翻转挡板26和第二可翻转挡板2。
其清洁燃烧步骤如下：
1)首先分别打开热解室20与烟囱22之间的第一可翻转挡板26，燃烬室6与烟囱22之间的可翻转的挡板4，以使热解室20和燃烬室6与烟囱22相通，再打开热解室20、燃烬室6、第一热解气燃烧室15及第二热解气燃烧室11侧壁上的通风孔18、7、14和10；
2)过设置在热解室20顶部的加煤门21和燃烬室6顶部的加煤门4分别向热解室20和燃烬室6内加入少量煤炭，并将煤炭点燃，热解室20和燃烬室6内的煤炭开始燃烧；
3)煤炭点燃后，煤炭挥发分开始燃烧，挥发分燃烧结束后煤炭形成半焦层继
4)续燃烧；在热解室20内，挥发分燃烧结束后，关闭第一可翻转挡板26和热解室侧壁上的通风孔18，从热解室顶部的加煤口21加入煤炭；在焦炭燃烧产生的热量作用下，新加入的煤在缺氧条件下热解产生热解气和半焦，在烟囱22的负压作用下，热解气穿过热解室20的半焦层进入第一热解气燃烧室15，在第一热解气燃烧室15内，热解气与由通风口14进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间的隔墙12上的连通孔13进入第二热解气燃烧室11，没有燃烬的可燃物质在第二热解气燃烧室11内继续进行燃烧；第二热解气燃烧室11内的烟气通过燃烬室6内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在燃烬室6内烟气中的CO被燃烬；
5)在热解室20内的煤炭热解结束后，打开第一可翻转挡板26和热解室侧壁上的通风孔18；
6)关闭设置在燃烬室6侧壁上的通风孔7和位于燃烬室6和烟囱22连通处的第二可翻转挡板2，在燃烬室6内加入煤炭，在燃烬室6内焦炭燃烧热量的作用下，加入的煤炭在缺氧条件下热解，产生热解气和半焦，在烟囱22的负压作用下，燃烬室6内的热解气穿过燃烬室6的半焦层进入第二热解气燃烧室11，在其内热解气与由通风口7进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室15和第二热解气燃烧室11之间的隔墙上的连通孔13进入第一热解气燃烧室15内，没有燃烬的可燃物质继续进行燃烧；在第一热解气燃烧室15内的烟气通过热解室20内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在热解室内烟气中的CO被燃烬；
7)燃烬室6内的煤炭热解结束后，反复循环重复上述步骤4)和步骤5)；
8)燃烧过程中产生的灰渣落到水冷炉排9上，当灰渣堆积到一定程度后，由位于炉底部的清灰门清除。

Claims (2)

1.一种煤炭清洁燃烧炉，其特征在于，该清洁燃烧炉包括：
对称布置并彼此相隔开的热解室(20)和燃烬室(6)，所述热解室(20)和燃烬室(6)的下方分别设有第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)；所述热解室(20)和燃烬室(6)之间设有水套(19)，所述第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)之间设有隔墙(12)，所述隔墙(12)上设有连通第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)的连通孔(13)；在所述热解室(20)和燃烬室(6)的底部安装水冷炉排(9)；
所述热解室(20)、燃烬室(6)、第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)的侧壁上分别设有通风孔(18，7，14，10)；所述热解室(20)和燃烬室(6)的顶部分别设有加煤门(21，4)；一安装在所述热解室(20)和燃烬室(6)顶部的烟囱(22)同时与热解室(20)和燃烬室(6)相连通，在烟囱(22)内设置封闭在烟囱(22)与热解室(20)和燃烬室(6)之间的第一可翻转挡板(26)和第二可翻转挡板(2)。
2.一种使用权利要求1所述煤炭清洁燃烧炉的清洁燃烧方法，其特征在于，在清洁燃烧炉中进行清洁燃烧，所述清洁燃烧炉的结构包括：
对称布置并彼此相隔开的热解室(20)和燃烬室(6)，所述热解室(20)和燃烬室(6)的下方分别设有第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)；所述热解室(20)和燃烬室(6)之间设有水套(19)，所述第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)之间设有隔墙(12)，所述隔墙(12)上设有连通第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)的连通孔(13)；在所述热解室(20)和燃烬室(6)的底部安装水冷炉排(9)；
所述热解室(20)、燃烬室(6)、第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)的侧壁上分别设有通风孔(18，7，14，10)；所述热解室(20)顶部和燃烬室(6)的顶部分别设有加煤门(21，4)；一安装在所述热解室(20)和燃烬室(6)顶部的烟囱(22)同时与热解室(20)和燃烬室(6)相连通，在烟囱(22)内设置封闭在烟囱(22)与热解室(20)和燃烬室(6)之间的第一可翻转挡板(26)和第二可翻转挡板(2)；
其燃烧步骤如下：
1)首先分别打开热解室(20)与烟囱(22)之间的第一可翻转挡板(26)，燃烬室(6)与烟囱(22)之间的可翻转的挡板(4)，以使热解室(20)和燃烬室(6)与烟囱(22)相通，再打开热解室(20)、燃烬室(6)、第一热解气燃烧室(15)及第二热解气燃烧室(11)侧壁上的通风孔(18、7、14，10)；
2)从设置在热解室(20)顶部的加煤门(21)和燃烬室(6)顶部的加煤门(4)分别向热解室(20)和燃烬室(6)内加入少量煤炭，并将煤炭点燃，热解室(20)和燃烬室(6)内的煤炭开始燃烧；
3)煤炭点燃后，煤炭挥发分开始燃烧，挥发分燃烧结束后煤炭形成半焦层继
续燃烧；在热解室(20)内，挥发分燃烧结束后，关闭第一可翻转挡板(26)和热解室侧壁上的通风孔(18)，从热解室(20)顶部的加煤口(21)加入煤炭；在焦炭燃烧产生的热量作用下，新加入的煤在缺氧条件下热解产生热解气和半焦，在烟囱(22)的负压作用下，热解气穿过热解室(20)的半焦层进入第一热解气燃烧室(15)，在第一热解气燃烧室(15)内热解气与由通风口(14)进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)之间的隔墙(12)上的连通孔(13)进入第二热解气燃烧室(11)，没有燃烬的可燃物质在第二热解气燃烧室(11)内继续进行燃烧；第二热解气燃烧室(11)内的烟气通过燃烬室(6)内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在燃烬室(6)内烟气中的CO被燃烬；
4)在热解室(20)内的煤炭热解结束后，打开第一可翻转挡板(26)和热解室侧壁上的通风孔(18)；
5)关闭设置在燃烬室(6)侧壁上的通风孔(7)和位于燃烬室(6)和烟囱(22)连通处的第二可翻转挡板(2)，在燃烬室(6)内加入煤炭，在燃烬室(6)内焦炭燃烧热量的作用下，加入的煤炭在缺氧条件下热解，产生热解气和半焦，在烟囱(22)的负压作用下，燃烬室(6)内的热解气穿过燃烬室(6)的半焦层进入第二热解气燃烧室(11)，在其内热解气与由通风口(7)进入的空气混合燃烧，燃烧的烟气通过隔在第一热解气燃烧室(15)和第二热解气燃烧室(11)之间的隔墙上的连通孔(13)进入第一热解气燃烧室(15)内，没有燃烬的可燃物质继续进行燃烧；在第一热解气燃烧室(15)内的烟气通过热解室(20)内的半焦层时，烟气中的NOx被半焦还原成N2，在热解室内烟气中的CO被燃烬；
6)燃烬室(6)内的煤炭热解结束后，反复循环重复上述步骤4)和步骤5)；
7)燃烧过程中产生的灰渣落到水冷炉排(9)上，当灰渣堆积到一定程度后，由位于炉底部的清灰门清除。
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