CN1150228A - 挥发分低于10％的煤的燃烧方法 - Google Patents

Abstract

为使挥发分低于10％的煤能有把握点燃并在喷火嘴中用燃烧空气燃烧，将煤粉在进入煤粉喷火嘴前由煤粉—载体气体—混合物中分离出来并与预热空气混合转成高温和低煤粉载荷的煤粉—载体混合物。从这种混合物中重新分离出煤粉，与加热的空气混合并转成高温和高煤粉载荷的煤粉—载体气体—混合物。

Description

挥发分低于10％的煤的燃烧方法

本发明涉及一种用具有权利要求1前叙部分的技术特征的燃烧空气在喷火嘴中燃烧挥发分低于10％的煤的方法。

在已知方法中煤粉直接来自磨碎机，半直接在中间分离后或间接来自煤粉贮仓均借助于载体气体输入喷火嘴。

若燃料—空气混合物应在一确定位置点燃时，必须满足二个边界条件：第一在此位置的流速必须低于混合物的回火速度，另一条在燃料—空气混合物中空气系数n必须处于最小值和最大值之间(n_最小＜n＜n_最大)，这里空气系数是混合物的压力和温度的函数。

为了稳定的点燃和加热可燃气体或一次气体所需的能量在喷火嘴靠近区燃煤时可只由燃烧煤中放出的挥发分提供。若使全部挥发分组分放出并在喷火嘴出口燃烧，单就含挥发分组分为5％的无烟煤本身(无灰干基)计算出来的绝热温度升高为1000K。由此在火焰中心产生的温度将能使残炭刚好加热和燃烧，相反若使煤中的大部分的挥发分发放出来，由一次气体和空气组成的混合物的温度太低，火焰因为缺乏燃料就会熄灭。局部空气系数太高，因而燃料/空气混合物太贫。在煤粉喷火嘴中挥发分低于10％的煤燃烧时若不采取特殊的预防措施，这种情况就会出现。

本发明的任务是：完成一种方法，使挥发分低于10％的粉状煤在喷火嘴中能有把握的点燃并燃烧。

按照本发明此任务凭一种相应类型的方法通过权利要求1的特征部分的技术特征得到解决。有利的本发明实施方案是从属权利要求的主题。

通过分离出煤粉并与预热空气混合提高煤粉—载体气体—混合物中的煤粉载荷，由此提高煤粉中的挥发分绝对含量。以此有足够大量的挥发分可供使用，该挥发分是在提高混合物的温度时发放出来的。在一种链式反应中通过燃烧这种放出的挥发分，释放出的燃烧热达到残炭的着火温度。在半直接加热时实行双重煤粉的中间分离。在间接加热时实行一次中间分离。通过分离并混以预热空气可使煤粉—载体气体—混合物的温度和煤粉载荷在很大范围互相独立地变动。

图中描述了多个实施例，下面予以详细说明，它们是：

图1为半直接地将煤粉吹入喷火嘴的方法略图，

图2为间接地将煤粉吹入喷火嘴的方法略图，

图3为喷火嘴的纵向截面图和

图4为一示意图。

在磨碎机1中将挥发分含量低于10％的煤(无烟煤)磨细，用预热空气作载体气体由磨碎机1经煤粉管线2将这样处理的煤粉抽出。基于磨碎机1中存在的情况在离开磨碎机1的煤粉—载体气体—混合物中煤粉载荷为每kg载体气体约为0.4kg煤粉。温度约为100℃。为使一种这样的混合气在喷火嘴中能有把握的点燃和燃烧，对无烟煤煤粉进行如下所述地处理。

使煤粉—载体气体—混合物输入第一分离器3中，该分离器的构造可为旋风分离器。在此分离器3中使煤粉从载体气体中分离出来。除去煤粉的载体气体(蒸汽混合物)经蒸汽混合物管道4输入锅炉的燃烧室5中。分离出的煤粉经一给料机，例如格斗轮闸门6进到煤粉管道7中。将预热的空气经管道8输进煤粉管道7中。预热空气的温度优选约为400℃。此空气以适当方式取自锅炉的空气预热器。空气用作煤粉的载体气体并加热煤粉—载体气体混合物。空气量取决于煤粉数量，选择的量应使混合物的温度提到358℃并使煤粉载荷μ调至约0.2kg/kg。将这种混合物送至第二分离器9或旋风分离器，在分离器中煤粉重新从载体气体中分离出来。蒸汽混合物经第二条蒸汽混合物管道10输进锅炉的燃烧室5中，分离出的煤粉经第二个格斗轮闸门11重新与来自管道12的约400℃的预热空气混合并经另外的煤粉管道13输入煤粉喷火嘴14中。多个这样的煤粉喷火嘴14安装在燃烧室5的墙壁上。按输入的空气量直接在煤粉喷火嘴入口前的另一管道13中混合物温度在煤粉载荷μ＝1.4kg/kg时为379℃或煤粉载荷μ＝3.0kg/kg时为371℃。

也可使用图2中所描述的间接加热替代图1中所描述的煤粉双重分离的半直接加热。在这种操作方法中使磨碎机磨细的煤粉中间贮存于煤粉仓15中。此煤粉仓15完成如图1所描述的半直接加热方法的第一个分离器相同的任务。这里煤粉进行一次分离就够了。这种分离在第二个分离器9中进行，在分离器之后煤粉经过第二个格斗输闸门11由煤粉仓抽出并在另一煤粉管道13中与来自管道12的预热空气混合。

所用的喷火嘴14，在图3中已详细描述过，为支持上述方法喷火嘴是这样构成的，使在着火区内通过形成尾流出现一种比回火速度低的煤粉—载体气体—混合物的流速，例如一种这样的煤粉喷火嘴在德国专利说明书DE-PS4217879中已叙述过。喷火嘴以一种同心的流体截面构造而具特色。

具体地，煤粉喷火嘴14有一中央的中心空气喷射管16，喷射管内有一喷油烧嘴喷枪17并且该空气喷射管由煤粉管18所包围。煤粉管的入口18与煤粉管线13相接。围绕煤粉管18同心地安装了二次空气管19，该二次空气管与一螺旋形入口外壳20相连接。在二次空气管19内安装了可调节的轴向旋流档板21，通过轴向旋流挡板使二次空气以稳定的旋流掺入。围绕二次空气管19同心地安装了三次空气管22，三次空气管同样与螺旋形入口外壳23相接。在三次空气管22内也安装轴向旋流档板24，通过轴向旋流档扳使三次空气以稳定的涡旋流掺入。燃烧空气通过中心空气喷射管16，二次空气管19和三次空气管22以三股支流分开供入。

在煤粉管18内在中央的中心空气喷射管16上在其出口前的一定距离处有一旋流体25，此旋流体25使煤粉—载体气体—混合物流体以旋转流动掺入，由此在煤粉管18外周在同时富集煤粉时促使在煤粉管18内流过一种比较均匀的流动。在煤粉管18的出口安装了一个稳定环26，在稳定环的周边上设有单个安装的相互有一定侧面距离的片。稳定环26的片由外周边伸向煤粉管内并由此使煤粉流均匀扩张，使煤粉向内散开并在稳定环26的尾流中构成这样一个有益于着火的循环区。

直接在煤粉管18的出口处安装了二次空气转向槽27作为煤粉管18的延长，三次空气管22接在三次空气转向槽28上。由二次空气和三次空气的螺旋形的入口外壳20，23的形状和结构以及空气转向槽27，28的安装使燃烧空气形成一种稳定的旋流，包围着内部的火焰中心。为使界面的涡流减少并因此而使各流体很少过早的混合，故其旋转方向是相同的。

由本发明方法取得的效果以图4预以说明。图4中以挥发分为5％的无烟煤为例表示出载荷(左边Y-轴)，混合物温度(X-轴)和释放出的挥发分(右Y-轴)之间的关系。曲线A与右边的Y-轴表明释放挥发分与混合物温度的关系。显示出随着混合物的温度增高，在混合物中由煤中释放出的挥发分组分增加。在磨碎机出口达到混合物温度为100℃，载荷μ＝0.4kg/kg(B点)时没有挥发分从无烟煤中释放出来。因此按现有技术在直接加热时在喷火嘴出口没有可燃气体供使用，所以不可能在喷火嘴出口点燃火焰。相反在半直接加热时用双重煤粉分离和混合物温度从360至400℃按曲线C在使用本发明方法情况下可达到使在喷火嘴出口放出并点燃一定的挥发分组分。如从图4可知，在混合物中载荷μ＝2.0kg/kg及温度370℃放出1.6％挥发分。通过引燃混合物的温度进一步提高，并按曲线A另外的组分放出来并燃烧。通过使用半直接加热用一次分离也可达到相同的效果。

Claims (6)

1、用燃烧空气在喷火嘴中燃烧挥发分低于10％的煤的方法，在此方法中使煤在磨碎机中磨细并用空气作载体气体以煤粉—载体气体—混合物形式输入喷火嘴中，其特征是，在进入喷火嘴前将煤粉由煤粉—载体气体—混合物中分离出来，分离出的煤粉混以预热空气并使其转成高温和低煤粉载荷的煤粉—载体气体—混合物，使煤粉由此混合物中重新分离出来并与加热空气混合并转成高温和高煤粉载荷的煤粉—载体气体—混合物。

2、按权利要求1的方法，其特征是，来自磨碎机的煤粉半直接地输入喷火嘴中并在串联于磨碎机后的分离器中进行煤粉第一次分离。

3、按权利要求1的方法，其特征是，来自磨碎机的煤粉间接地输入喷火嘴中并在一接在第二次分离前面的煤粉仓中进行煤粉第一次分离。

4、按权利要求1至3之一的方法，其特征是，将预热空气加热至约400℃。

5、按权利要求1至4之一的方法，其特征是，使在空气中的煤粉载荷通过输入相应数量的预热空气在第一次分离后调至低于0.5，优选低于0.2kg煤粉/kg空气并在第二次分离后调至高于1.0kg煤粉/kg空气。

6、按权利要求1至4之一的方法，其特征是，将煤粉—载体气体—混合物加热到360至400℃。

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