CN111425866A - 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统 - Google Patents

一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111425866A
CN111425866A CN202010231565.6A CN202010231565A CN111425866A CN 111425866 A CN111425866 A CN 111425866A CN 202010231565 A CN202010231565 A CN 202010231565A CN 111425866 A CN111425866 A CN 111425866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
semicoke
combustion
air
bituminous coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010231565.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111425866B (zh
Inventor
王长安
赵林
王超伟
袁茂博
毛崎森
车得福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202010231565.6A priority Critical patent/CN111425866B/zh
Publication of CN111425866A publication Critical patent/CN111425866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111425866B publication Critical patent/CN111425866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/122—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using filter presses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F23K1/04—Heating fuel prior to delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/10—Pulverizing
    • F23K2201/1006—Mills adapted for use with furnaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

本发明公开了一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统。针对半焦热值高但着火和燃尽性能差、NOx排放高以及污泥水分含量高、热值较低等问题，该系统包括制粉系统、预热系统、污泥干燥系统和燃尽风喷口等，利用污泥热值低而半焦热值高的特点，将半焦和污泥耦合利用。该系统综合考虑了制粉系统的优化、污泥的多级干燥、烟气热能的多级利用、半焦和污泥混合燃料的预热、空分系统冷能的利用、炉膛分区燃烧、燃尽风布置、一次风和二次风的增氧处理，提出了燃煤电站锅炉掺烧半焦和污泥的低NOx混燃方法，通过对半焦和污泥的预处理以及合理地组织燃烧，提高了炉膛内燃烧的稳定性并减少了NOx排放，实现了半焦的清洁高效利用和污泥的大规模无害化处理。

Description

一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统
技术领域
本发明属于煤炭高效利用和城市生活垃圾处理领域，特别涉及一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统。
背景技术
半焦是泥煤、褐煤等低阶煤在热解制取煤气等高附加值产品时得到的副产品，与原煤相比具有水分含量低、热值高的特点。半焦的处理是高效利用低阶煤过程中不可忽视的一环，也是我国煤炭资源梯级利用的重要组成部分。近年来中国半焦行业发展迅速，2017年中国半焦的年产能已达到7000万吨，大量半焦亟需实现高效利用。通过电站锅炉燃烧发电是大规模利用半焦的有效途径，但是半焦挥发分含量较低，利用过程中存在着火困难、燃烧稳定性差、NOx排放量高等问题，制约着半焦的大规模利用。
污泥是由水分、有机颗粒和无机颗粒等组成的絮状体。随着社会经济的迅速发展，城镇污泥产量增长明显，2018年城镇湿污泥产量已达到4646万吨。污泥含有大量重金属、病原体和难降解的有毒有机物，如果不对污泥加以有效的处理，会严重污染环境，影响人们的身体健康。目前污泥的处理方式主要包括填埋、土地利用和焚烧，其中焚烧可以实现污泥的减容、减量、无害化处理，而且可以回收能量加以利用，故焚烧是污泥处理的有效途径之一。传统的污泥焚烧是通过污泥干燥设备降低污泥含水量之后，将其投入到污泥焚烧炉中进行焚烧处理，该工艺存在占地面积大、系统结构复杂、热利用率低和尾气处理设备成本高等问题。将污泥与煤在电站锅炉中掺烧发电是新的发展方向之一，但目前的相关项目大多采用污泥直接掺烧技术，由于污泥热值较低且含水量较大，所以锅炉内燃烧不稳定，锅炉出力减小，而且污泥掺烧比例通常小于5％，污泥处理能力有限。要提高电站锅炉的污泥处理能力，可以将污泥干化后与热值较高的半焦掺烧发电，通过对半焦和污泥的预处理以及合理地组织燃烧，有望实现半焦的高效清洁利用和污泥的大规模无害化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，通过压滤装置实现污泥的初步脱水，利用烟气的热能来进一步干燥污泥并预热半焦和污泥的混合燃料，利用空分系统的冷能来回收污泥干燥尾气中的水分，通过加入易燃的高挥发分烟煤并合理地组织燃烧，提高炉膛内半焦和污泥掺烧区的燃烧稳定性并减少NOx排放，在实现半焦的清洁高效利用的同时，达到污泥大规模无害化处理的目标。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，包括：用于分离氧气的空分系统，用于将氧气升温至0℃左右的空温气化器，脱除尾气中水分的冷凝器，带式压滤机，污泥干燥机，第一引风机，第一烟煤磨煤机，半焦和干化污泥制粉所用磨煤机，预热半焦和污泥混合燃料的换热器，第二烟煤磨煤机，第二引风机，锅炉本体，二次风机，以及一次风机；其中，
锅炉本体的炉膛自上而下分为燃尽区，NOx还原区，半焦、污泥掺烧区，以及着火区，每个区对应的侧壁上设置有燃尽风喷嘴，第一烟煤燃烧器，半焦污泥燃烧器，以及第二烟煤燃烧器，锅炉本体的尾部烟道内设置有空气预热器；
湿污泥首先通过带式压滤机脱水，形成半干污泥，半干污泥经污泥干燥机进一步干燥，形成适合燃烧的干化污泥；
空气经空分系统后分离为O2和N2，经过空温气化器得到0℃左右的低温O2和N2作为冷凝器的冷源；污泥干燥机中干燥污泥所产生的尾气通过第一引风机送入冷凝器，其中含有的水分在冷凝器中冷凝后排出，剩余的脱水尾气送至炉膛燃烧，冷凝器出口的O2一部分作为纯氧燃尽风通过燃尽风喷嘴送入锅炉炉膛的燃尽区；另一部分O2按设定比例与空气掺混后作为一次风和二次风通过一次风机和二次风机进入空气预热器，增加一次风和二次风中的含氧量，提高炉膛内燃烧的稳定性，减少NOx的生成；
从锅炉本体的水平烟道中抽取的高温烟气，通过第二引风机送入预热换热器以预热半焦和干化污泥，预热换热器出口的中温烟气送入污泥干燥机作为干燥污泥的热源，污泥干燥机出口的低温烟气送入锅炉本体的尾部烟道；
一部分烟煤经第一烟煤磨煤机后，通过第一烟煤燃烧器送入锅炉炉膛的NOx还原区；半焦和干化污泥经半焦和干化污泥制粉所用磨煤机后，并经过预热换热器加热，和脱水尾气一起通过半焦污泥燃烧器送入锅炉炉膛的半焦、污泥掺烧区；另一部分烟煤经第二烟煤磨煤机后，通过第二烟煤燃烧器送入锅炉炉膛的着火区。
本发明进一步的改进在于，从锅炉本体的水平烟道中抽取的高温烟气温度为700-800℃。
本发明进一步的改进在于，预热换热器出口的中温烟气通过减温减压降至0.6MPa，150-200℃。
本发明进一步的改进在于，湿污泥的含水量为80％，半干污泥的含水量为60％，干化污泥的含水量<30％。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明所提出的一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统具有如下优点：
1、高挥发分烟煤的燃烧可以为半焦和污泥的燃烧提供良好的着火和稳燃条件；半焦挥发分含量少而热值高，污泥热值低但挥发分释放较快，半焦和污泥掺烧可以改善炉膛内燃烧的稳定性，减小锅炉出力的降低，在高效利用半焦的同时，实现污泥的大规模无害化处理。
2、在炉膛上方送入超细的烟煤煤粉，可以还原生成的NOx，减少NOx排放量，同时也可以改善因为加入难燃燃料而导致炉膛内温度过低的情况。
3、污泥先通过压滤机初步脱水，然后由污泥干燥机进一步干燥，可以节约热能，提高干燥效率。
4、烟气依次作为预热混合燃料和干燥污泥的热源，实现了烟气热能的多级利用，燃料温度的提高可以改善燃料的着火特性，污泥干燥之后可以提高热值。
5、利用空分系统的冷能来回收污泥干燥尾气中的水分，剩余的不凝气体送入炉膛内燃烧，减少尾气处理成本，实现污泥的无害化处理。
6、由空分系统得到的氧气一部分作为纯氧燃尽风送入炉膛的燃尽区，使得燃料充分燃烧，降低飞灰含碳量，减少NOx的生成；另一部分氧气用于提高一、二次风的含氧量，炉膛内着火区使用增氧二次风，可以降低NOx排放量，半焦和污泥掺烧区使用增氧一次风，可以强化难燃燃料的着火。
7、根据燃料可磨性的不同，选用不同的磨煤机制粉，可以提高制粉效率，延长设备的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统示意图。
附图标记说明：
1为空分系统，2为空温气化器，3为冷凝器，4为带式压滤机，5为污泥干燥机，6为第一引风机，7为第一烟煤磨煤机，8为半焦和干化污泥制粉所用磨煤机，9为预热换热器，10为第二烟煤磨煤机，11为第二引风机，12为锅炉本体，13为燃尽风喷嘴，14为第一烟煤燃烧器，15为半焦污泥燃烧器，16为第二烟煤燃烧器，17为空气预热器，18为二次风机，19为一次风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明所提出的一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，包括空分系统1，与空温气化器2相连，得到的低温O2和N2进入冷凝器3，升温后的O2通过燃尽风喷嘴13进入炉膛，带式压滤机4，与污泥干燥机5相连，第一引风机6，第一烟煤磨煤机7与第一烟煤燃烧器14相连，半焦和干化污泥制粉所用磨煤机8，预热半焦和污泥混合燃料的换热器9与燃烧器15相连，第二烟煤磨煤机10与第二烟煤燃烧器16相连，第二引风机11，锅炉本体12，空气预热器17，与一次风机19和二次风机18相连。
从锅炉的水平烟道中抽取700-800℃高温烟气，送入预热换热器9以预热半焦和干化污泥，预热可以有效改善混合燃料的着火特性；换热器出口的中温烟气通过减温减压降至0.6MPa，150-200℃，然后送入污泥干燥机5作为干燥污泥的热源，从而实现烟气热能的多级利用，污泥干燥机5出口的低温烟气送入锅炉的尾部烟道。
湿污泥(含水量80％)首先通过带式压滤机4脱水，形成半干污泥(含水量60％)；然后经过污泥干燥机5进一步干燥，形成适合燃烧的干化污泥(含水量<30％)，污泥的两级干燥可以提高污泥干燥的效率，节约热能。
通过空分系统1分离O2和N2，并经过空温气化器2得到0℃左右的低温O2和N2作为冷凝器3的冷源，干燥污泥所产生的尾气通过第一引风机6送入冷凝器3，其中含有的水分在冷凝器3中冷凝后排出，剩余的不凝气体送至炉膛燃烧，第一引风机6同时可以使得污泥干燥机5内保持微负压状态，以防止恶臭气体逸出；冷凝器3出口的O2一部分作为纯氧燃尽风送入锅炉炉膛的燃尽区，保证燃料的完全燃烧，降低飞灰含碳量以及NOx排放量；另一部分O2按一定比例与空气掺混后作为一次风和二次风进入空气预热器17，可以增加一次风和二次风中的含氧量，提高炉膛内燃烧的稳定性，减少NOx的生成。
锅炉炉膛内组织分区燃烧，高挥发分的烟煤送入炉膛下方燃烧，形成着火区，为半焦和污泥混合燃料的着火和稳燃提供条件，该区域组织均等配风，一、二次风喷口相间布置，并使用增氧二次风，可以减少NOx的生成；经过预热的半焦和污泥送至着火区上方，形成半焦、污泥掺烧区，该区域组织分级配风，一、二次风的布置相对集中，其中一次风喷口使用增氧一次风，可以强化难燃燃料的着火；部分超细的烟煤颗粒进入炉膛上方，形成NOx还原区，用于还原生成的NOx，同时改善因为加入难燃燃料而导致炉膛内温度过低的情况；第四区为燃尽区，燃尽风为纯氧，使得炉膛内的总过量空气系数大于1。
半焦和污泥在炉膛内掺混燃烧，半焦挥发分含量低而热值高，污泥挥发分含量相对较高且挥发分释放较快，但是热值较低，二者的掺混可以提高炉膛内燃烧的稳定性，减小锅炉出力的下降，并达到同时处理煤化工副产品和城市废弃物的效果。
着火区烟煤、NOx还原区烟煤以及掺烧区的半焦和污泥可磨性和所需的粒径不同，故选用不同的磨煤机和运行参数进行燃料的破碎和研磨，以提高制粉效率，延长设备的使用寿命。
本发明的具体工作过程是：高挥发分烟煤由磨煤机10制粉后，送入炉膛下方的第二烟煤燃烧器16，形成初始着火区，为半焦和污泥混合燃烧提供良好的着火条件，该区域使用增氧二次风，以降低NOx排放量；湿污泥(含水量80％)进入带式压滤机4初步脱水，形成半干污泥(含水量60％)，然后送入污泥干燥机5，由150-200℃烟气干燥为适合燃烧的干化污泥(含水量<30％)，与半焦一起送入磨煤机8，在间接式预热换热器9中被高温烟气加热，以改善其着火特性，然后送入半焦污泥燃烧器15，形成半焦污泥掺烧区，该区域使用增氧一次风，强化难燃燃料的着火；高挥发分烟煤由磨煤机7制粉后送入燃烧器14，形成NOx还原区，用于减少NOx排放量；利用空分系统1分离空气中的O2和N2，送入空温气化器2升温至0℃左右，作为冷凝器3的冷源回收污泥干燥尾气中的水分，剩余的不凝气体送入炉膛内燃烧，冷凝器3出口的O2一部分作为纯氧燃尽风由燃尽风喷嘴13送入燃尽区，使炉膛内的总过量空气系数大于1，保证燃料的充分燃烧，另一部分通过一次风机19和二次风机18与空气混合，用于提高一、二次风的含氧量，一、二次风由空气预热器17加热。
以上内容仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本技术领域的普通技术人员对于本发明的技术方案做出的若干简单推演或者替换，只要不脱离本发明的构思，均应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (4)

1.一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，其特征在于，包括：用于分离氧气的空分系统(1)，用于将氧气升温至0℃左右的空温气化器(2)，脱除尾气中水分的冷凝器(3)，带式压滤机(4)，污泥干燥机(5)，第一引风机(6)，第一烟煤磨煤机(7)，半焦和干化污泥制粉所用磨煤机(8)，预热半焦和污泥混合燃料的换热器(9)，第二烟煤磨煤机(10)，第二引风机(11)，锅炉本体(12)，二次风机(18)，以及一次风机(19)；其中，
锅炉本体(12)的炉膛自上而下分为燃尽区，NOx还原区，半焦、污泥掺烧区，以及着火区，每个区对应的侧壁上设置有燃尽风喷嘴(13)，第一烟煤燃烧器(14)，半焦污泥燃烧器(15)，以及第二烟煤燃烧器(16)，锅炉本体(12)的尾部烟道内设置有空气预热器(17)；
湿污泥首先通过带式压滤机(4)脱水，形成半干污泥，半干污泥经污泥干燥机(5)进一步干燥，形成适合燃烧的干化污泥；
空气经空分系统(1)后分离为O2和N2，经过空温气化器(2)得到0℃左右的低温O2和N2作为冷凝器(3)的冷源；污泥干燥机(5)中干燥污泥所产生的尾气通过第一引风机(6)送入冷凝器(3)，其中含有的水分在冷凝器(3)中冷凝后排出，剩余的脱水尾气送至炉膛燃烧，冷凝器(3)出口的O2一部分作为纯氧燃尽风通过燃尽风喷嘴(13)送入锅炉炉膛的燃尽区；另一部分O2按设定比例与空气掺混后作为一次风和二次风通过一次风机(19)和二次风机(18)进入空气预热器(17)，增加一次风和二次风中的含氧量，提高炉膛内燃烧的稳定性，减少NOx的生成；
从锅炉本体(12)的水平烟道中抽取的高温烟气，通过第二引风机(11)送入预热换热器(9)以预热半焦和干化污泥，预热换热器(9)出口的中温烟气送入污泥干燥机(5)作为干燥污泥的热源，污泥干燥机(5)出口的低温烟气送入锅炉本体(12)的尾部烟道；
一部分烟煤经第一烟煤磨煤机(7)后，通过第一烟煤燃烧器(14)送入锅炉炉膛的NOx还原区；半焦和干化污泥经半焦和干化污泥制粉所用磨煤机(8)后，并经过预热换热器(9)加热，和脱水尾气一起通过半焦污泥燃烧器(15)送入锅炉炉膛的半焦、污泥掺烧区；另一部分烟煤经第二烟煤磨煤机(10)后，通过第二烟煤燃烧器(16)送入锅炉炉膛的着火区。
2.根据权利要求1所述的一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，其特征在于，从锅炉本体(12)的水平烟道中抽取的高温烟气温度为700-800℃。
3.根据权利要求1所述的一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，其特征在于，预热换热器(9)出口的中温烟气通过减温减压降至0.6MPa，150-200℃。
4.根据权利要求1所述的一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统，其特征在于，湿污泥的含水量为80％，半干污泥的含水量为60％，干化污泥的含水量<30％。
CN202010231565.6A 2020-03-27 2020-03-27 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统 Active CN111425866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010231565.6A CN111425866B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010231565.6A CN111425866B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111425866A true CN111425866A (zh) 2020-07-17
CN111425866B CN111425866B (zh) 2021-04-20

Family

ID=71549445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010231565.6A Active CN111425866B (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111425866B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111928289A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 西安交通大学 一种动力循环低NOx掺烧兰炭的系统和方法
CN112050245A (zh) * 2020-09-03 2020-12-08 安徽新宝热能设备科技有限公司 一种生物质锅炉进料装置
CN112094029A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 山东达源环保工程有限公司 一种空心浆叶污泥干燥系统和方法
CN113048470A (zh) * 2021-03-31 2021-06-29 安徽工业大学 一种用于煤粉燃烧超低排放实验工艺
CN113154365A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 安徽工业大学 一种超临界co2燃煤锅炉超低排放研究的实验系统
CN113736531A (zh) * 2021-08-10 2021-12-03 东南大学 一种燃煤电厂利用烟气再循环掺烧污泥系统及方法
CN113932216A (zh) * 2021-10-20 2022-01-14 北京航天迈未科技有限公司 一种基于煤粉锅炉改造的碳中和的系统及其使用方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725362A (en) * 1985-11-18 1988-02-16 Dugat John W Treatment techniques for drill fluids, cuttings and other oil field wastes
US5273556A (en) * 1992-03-30 1993-12-28 Texaco Inc. Process for disposing of sewage sludge
EP1912906A2 (en) * 2005-06-30 2008-04-23 Winterbrook Investement Partners, LLC Systems and methods for organic material conversion and use
CN101650035A (zh) * 2009-06-23 2010-02-17 东莞玖龙纸业有限公司 一种煤粉炉掺烧污泥的方法
CN101717656A (zh) * 2008-10-09 2010-06-02 中科合成油技术有限公司 含碳固体燃料的分级液化方法和用于该方法的三相悬浮床反应器
CN102563690A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 河南电力试验研究院 一种控制燃煤锅炉氮氧化物排放的方法
CN108151051A (zh) * 2017-11-18 2018-06-12 西安交通大学 一种大比例掺烧半焦的燃煤电站锅炉系统和掺烧方法
CN108151008A (zh) * 2017-11-18 2018-06-12 西安交通大学 一种高温烟气预热半焦的电站锅炉低NOx混燃系统和方法
CN110513693A (zh) * 2019-08-15 2019-11-29 杭州国泰环保科技股份有限公司 一种污泥焚烧方法
CN110657421A (zh) * 2019-09-27 2020-01-07 山东大学 一种低NOx混燃系统及混燃方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725362A (en) * 1985-11-18 1988-02-16 Dugat John W Treatment techniques for drill fluids, cuttings and other oil field wastes
US5273556A (en) * 1992-03-30 1993-12-28 Texaco Inc. Process for disposing of sewage sludge
EP1912906A2 (en) * 2005-06-30 2008-04-23 Winterbrook Investement Partners, LLC Systems and methods for organic material conversion and use
CN101717656A (zh) * 2008-10-09 2010-06-02 中科合成油技术有限公司 含碳固体燃料的分级液化方法和用于该方法的三相悬浮床反应器
CN101650035A (zh) * 2009-06-23 2010-02-17 东莞玖龙纸业有限公司 一种煤粉炉掺烧污泥的方法
CN102563690A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 河南电力试验研究院 一种控制燃煤锅炉氮氧化物排放的方法
CN108151051A (zh) * 2017-11-18 2018-06-12 西安交通大学 一种大比例掺烧半焦的燃煤电站锅炉系统和掺烧方法
CN108151008A (zh) * 2017-11-18 2018-06-12 西安交通大学 一种高温烟气预热半焦的电站锅炉低NOx混燃系统和方法
CN110513693A (zh) * 2019-08-15 2019-11-29 杭州国泰环保科技股份有限公司 一种污泥焚烧方法
CN110657421A (zh) * 2019-09-27 2020-01-07 山东大学 一种低NOx混燃系统及混燃方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张锦萍: "半焦-烟煤混燃特性及动力学分析", 《化工学报》 *
李德波: "Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｒｎ模型和ＤＡＥＭ在污泥与", 《广东电力》 *
李梅: "造纸污泥与煤混烧过程中污染物的迁移特性", 《煤炭转化》 *
王裕明: "混合工业污泥燃烧及动力学特性实验研究", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111928289A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 西安交通大学 一种动力循环低NOx掺烧兰炭的系统和方法
CN112050245A (zh) * 2020-09-03 2020-12-08 安徽新宝热能设备科技有限公司 一种生物质锅炉进料装置
CN112094029A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 山东达源环保工程有限公司 一种空心浆叶污泥干燥系统和方法
CN113048470A (zh) * 2021-03-31 2021-06-29 安徽工业大学 一种用于煤粉燃烧超低排放实验工艺
CN113154365A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 安徽工业大学 一种超临界co2燃煤锅炉超低排放研究的实验系统
CN113736531A (zh) * 2021-08-10 2021-12-03 东南大学 一种燃煤电厂利用烟气再循环掺烧污泥系统及方法
CN113932216A (zh) * 2021-10-20 2022-01-14 北京航天迈未科技有限公司 一种基于煤粉锅炉改造的碳中和的系统及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111425866B (zh) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111425866B (zh) 一种耦合半焦与污泥掺烧的电站锅炉低NOx混燃系统
CN109231781A (zh) 一种污泥干化耦合燃煤发电系统及方法
CN104033905B (zh) 可旁路放风余热发电的水泥窑协同处理可燃废弃物系统
CN205279039U (zh) 一种污泥与生物质混合燃烧发电系统
CN102889608B (zh) 烟气预干燥褐煤风扇磨直吹式制粉系统
CN109456800B (zh) 一种基于双床热解的生活垃圾梯级利用系统及方法
CN106439892A (zh) 煤和污泥耦合燃烧发电的混合制粉系统
CN211170408U (zh) 污泥混合干化纯烧发电系统
CN206112977U (zh) 一种煤和污泥耦合燃烧发电的混合制粉系统
CN104048297B (zh) 一种水泥窑协同处理可燃废弃物与旁路放风发电互补系统
CN110606648A (zh) 一种污泥混合干化纯烧发电系统及其工作方法
CN215886751U (zh) 污泥两级干化热解处置系统
CN112939397A (zh) 一种污泥碳化耦合熔融处理的方法和系统
CN112050243A (zh) 一种利用中储式制粉系统耦合污泥干化焚烧发电的工艺
CN113929276B (zh) 一种煤气化污泥的处理方法和煤气化生产方法
CN102140003A (zh) 污泥干化方法、焚烧方法及污泥焚烧设备、热电厂及系统
CN111473325B (zh) 一种O2/H2O燃烧锅炉褐煤和气化残炭低NOx掺烧的系统和方法
CN111623352A (zh) 一种低热值高灰污泥自持焚烧系统及方法
CN211694912U (zh) 一种高温飞灰余热利用的热解焚烧装置
CN204114984U (zh) 带有乏气水回收的炉烟干燥闭式制粉燃煤锅炉机组
CN210765158U (zh) 一种火电厂与高温煤焦化炉耦合系统
CN209944349U (zh) 一种污泥深脱干化焚烧发电系统
CN113357642A (zh) 一种节能高效的污泥干化焚烧处理设备及工艺
CN113522929A (zh) 一种气化飞灰分级资源化利用系统及方法
CN206112978U (zh) 一种用于煤和污泥耦合燃烧发电的组合式制粉系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant