CN101290117B - 再燃燃烧器及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再燃燃烧器及应用方法，采用再燃燃烧器，把再燃燃料分段供给，沿锅炉炉膛高度在主燃烧器喷口和燃尽风喷口之间设置再燃燃烧器，使再燃燃料按比例分为分段供给，同时调整各层风的配比，并在锅炉炉膛上部设置燃尽风喷口，延长了在还原区的停留时间，通过分段再燃还原NO_x，煤炭燃烧后的氮氧化物排放量明显降低，有利于保护环境，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

再燃燃烧器及应用方法

技术领域

本发明涉及一种能源有效利用、燃烧污染物控制领域，特别涉及一种再燃还原NO_x的再燃燃烧器。

背景技术

迄今为止国内大多数燃煤锅炉，还没有完全有效地实施污染物的控制，在此情况下，煤炭的过量消耗必然会在消耗煤炭的同时产生大量的有害污染物，氮氧化物是有害污染物中最为主要的污染物之一。

钢铁、煤炭、电力、化工行业是煤炭消耗的集中区域，煤炭通过锅炉设备燃烧生成和排放出的有害气体氮氧化物(NO_x)是当今造成环境污染的主要来源之一。如何有效地控制氮氧化物的生成与排放，进而改善大气环境质量是当今社会亟待解决的最重要的问题之一。

从根本上控制煤炭燃烧过程NO_x生成量的方法是抑制煤炭燃烧时NO_x的生成和还原已形成的NO_x。分段再燃技术是还原NO_x方法中比较有效的一种方法。目前已有控制NO_x的方法有多种如烟气再循环、空气分级、燃料分级和低污染燃烧器技术等，在这些技术中低污染燃烧器技术应用面较广，尤其是大容量锅炉，这些锅炉在设计制造时针对燃烧过程产生的NO_x问题已经进行了充分的研究，开发了有效的燃烧装置使其具有低NO_x燃烧的特性，效果比较显著。但是对于现有锅炉实施此技术存在需要更换燃烧装置，锅炉改造量大投入费用高等问题。

发明内容

本发明是针对现有大多数燃煤锅炉燃烧生成、排放有害气体氮氧化物和更换带控制有害气体排放的锅炉投入费用高的问题，提出了一种再燃燃烧器及应用方法，以现有燃煤锅炉为改造对象，通过分段再燃还原NO_x，煤炭燃烧后的氮氧化物排放量明显降低，达到低污染燃烧器技术。

本发明的技术方案为：一种再燃燃烧器，包括一、二次风通道、再燃燃烧区、二次风调风板、固定导流叶片、内调风器、外调风器，再燃燃烧区置于一、二次风通道外，再燃燃料通过一次风通道周边上的几排再燃燃料喷口以垂直相交的形式喷入一次风通道，沿着二次风通道方向，依次装有二次风调风板、内调风器、固定叶片和外调风器。

一种再燃燃烧器的应用方法，包括步骤如下：

1)将锅炉炉内主燃烧器沿锅炉炉膛自下而上依次分为主燃烧区1、一级再燃区、二级再燃区和烧尽区；

2)在主燃烧区1通过主燃烧器喷口喷入75％-85％左右的煤粉燃料，过量空气系数α＞1.0形成富氧燃烧；

3)一级再燃燃烧器喷口设在主燃烧器一层煤粉喷口与二层煤粉喷口之间，再燃燃料喷入量为5％-10％，一级再燃区形成微富燃条件还原气氛；

4)在二层煤粉喷口与燃尽喷口之间设置二级再燃燃烧器喷口，再燃燃料喷入量为10％-15％左右，形成二级再燃还原区；

5)最终在炉膛上部由燃尽风喷口送入燃尽风，使未完全燃烧产物充分燃尽。

其中所述再燃燃料为转炉煤气、高炉煤气、天然气、焦炉煤气、液化石油气。

本发明的有益效果在于：本发明采用再燃燃烧器，分段再燃还原NO_x，煤炭燃烧后的氮氧化物排放量明显降低，有利于保护环境，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明再燃燃烧器结构示意图；

图2是本发明燃烧炉内两段再燃原理示意图。

具体实施方式

再燃燃烧器是结合周向进料相交直流射流与双调风旋流射流燃烧的原理研制的，如图1所示再燃燃烧器结构示意图，包括一次风通道1、再燃燃料缓冲室2、再燃燃料喷口3、二次风调风板4、内调风器5、外调风器6、固定导流叶片7，一、二级再燃区置于一次风通道1外，再燃燃料缓冲室2内的再燃燃料通过位于一次风通道1周边上的几排再燃燃料喷口3以垂直相交的形式喷入一次风通道1，再沿着一次风通道1方向喷入一、二级再燃区；二次风通过二次风调风板4进入内调风器5通道和经固定导流叶片7进入外调风器6通道，二次风分别经内调风器5、固定导流叶片7和外调风器6从内外两个通道以旋流的方式送入一、二级再燃区。在一次风通道1内，再燃燃料与一次风混合以直流射流射入，并和旋流内外二次风混合，在一、二级再燃区还原氮氧化物。这种燃烧器适用的再燃燃料种类广泛，可以是转炉煤气、高炉煤气、天然气、焦炉煤气、液化石油气等，燃烧稳定降低氮氧化物生成明显。

两段再燃技术如图2所示原理图，在实际锅炉炉内主燃烧器上实施：沿锅炉炉膛自下而上依次分为主燃烧区1、一级再燃区、主燃烧区2、二级再燃区和烧尽区。在主燃烧区通过主燃烧器喷口喷入75％-85％左右的煤粉燃料，过量空气系数α＞1.0形成富氧燃烧；下层一级再燃喷口设在主燃烧器一层煤粉喷口与二层煤粉喷口之间，再燃燃料喷入量为5％-10％，一级再燃区形成微富燃条件还原气氛，过量空气系数α＜1.0，使主燃区燃烧生成的NOx经过一级再燃区内的烃根、CHi和末完全燃烧产物CO、H₂、C以及CnHm的作用被还原成N₂、HCN和NHi等；在二层煤粉喷口与燃尽喷口之间设置二级再燃喷口，再燃燃料喷入量为10％-15％左右，形成二级再燃还原区，过量空气系数α＜1.0，在一级再燃还原的基础上，生成的氮氧化物经过二级再燃区再次还原成N2等，氮氧化物最终生成量得到了有效的控制。最终在炉膛上部由燃尽风喷口送入燃尽风，过量空气系数α＞1.0，使未完全燃烧产物充分燃尽。

燃煤喷口煤粉燃烧产生的氮氧化物经过一级再燃区时，对已生成的部分氮氧化物还原生成N₂和一些中间体。在一级再燃还原的基础上，经过二级再燃区时氮氧化物被再次还原成N₂。这样经过两级再燃使氮氧化物生成量明显降低，有效率达40％以上，有利于改善、保护大气环境。

Claims (2)

1.一种再燃燃烧器的应用方法，所述再燃燃烧器包括一次、二次风通道、再燃燃料喷口、二次风调风板、固定导流叶片、内调风器和外调风器，其特征在于，再燃燃烧器的应用方法的具体步骤如下：

1)将锅炉炉内主燃烧器沿锅炉炉膛自下而上依次分为主燃烧区1、一级再燃区、主燃烧区2、二级再燃区和烧尽区；

2)在主燃烧区通过主燃烧区喷口喷入75％-85％的煤粉燃料，过量空气系数α＞1.0形成富氧燃烧；

3)一级再燃燃烧器喷口设在主燃烧区1的一层煤粉喷口与主燃烧区2的二层煤粉喷口之间，再燃燃料喷入量为5％-10％，一级再燃区形成微富燃条件还原气氛；

4)在二层煤粉喷口与燃尽风喷口之间设置二级再燃燃烧器喷口，再燃燃料喷入量为10％-15％，形成二级再燃区，该二级再燃区为还原区；

5)最终在炉膛上部由燃尽风喷口送入燃尽风，使未完全燃烧产物充分燃尽。

2.权利要求1所述的一种再燃燃烧器的应用方法，所述再燃燃料为转炉煤气、高炉煤气、天然气、焦炉煤气或液化石油气。

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