CN1459583A - 水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，主要包括：由煤体床料补充装置将所需粒度的石英砂和石灰石，加到非均等布风燃烧装置上，床料层高200－450mm，启动时热烟气同一次风将床料加热至400℃，并于密相区处于流化状态；水煤浆自加料装置成滴投入密相区，被流化的床料迅速加热并着火燃烧，温度达850－950℃，流化的水煤浆团解体为细颗粒或水煤浆颗粒团，被热烟气带出密相区进入稀相区的悬浮燃烧室，继续悬浮燃烧。二次风从密相区上侧送入燃烧室，强化扰动并提供燃烧所需空气，燃烧后热烟气携带部分床料，与水煤浆颗粒团进入分离回输燃尽装置燃尽。高温烟气中的床料与水煤浆颗粒团，经分离器捕集回输至密相区循环燃烧，具有脱硫，抑制NOx产生，不结焦等优点。

Description

水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺
                          技术领域
本发明属于煤粉燃烧技术领域，涉及一种水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，特别涉及一种集循环流化床燃烧与水煤浆悬浮燃烧为一体的复合燃烧工艺。
                          背景技术
迄今为止，水煤浆悬浮燃烧过程中，高温结焦一直没有得到有效的解决。此外，悬浮燃烧的高温环境，尤其燃烧中心区的温度可达1500-1800℃左右，增加了NOX排放量，同时亦难以在燃烧过程中直接脱硫，造成环境污染，水煤浆悬浮燃烧尚需雾化浆枪、燃烧器、过滤器等装置及复杂的高压风浆输送系统。
                          发明内容
本发明的目的在于提供一种水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，有效地解决水煤浆悬浮燃烧过程中，尤其是在小空间燃烧室中高温结焦的难题，有效控制NOX的生成和排放，在燃烧过程中直接脱硫，减少SO2的排放等。
水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，其特征在于该燃烧工艺主要包括如下过程：
水煤浆流化悬浮高效洁净烧烧工艺，其特征在于该燃烧工艺主要包括下列步骤：
通过煤体床料补充装置，将所需要粒度的石英砂、石灰石构成的媒体床料，加到非均等布风燃烧装置的布风板上，其媒体床料层厚度为200-450mm；
燃烧室受热管束通水，由上所述的布风板下部或上部的热烟气发生器喷出的热烟气，同来自风机的一次风一起，将所述的媒体床料加热至400℃后，并使媒体床料处于流化状态；
由炉顶上集箱出口管周围设有的具有空气吹扫、冷却作用的加料装置，使滴状水煤浆在自身重力作用下，投入燃烧室下部密相区，并在密相区中被流化的媒体床料加热下迅速着火燃烧，其温度达到850-950℃；
处于流化状态的水煤浆团，进一步解体为细颗粒或水煤浆颗粒团，被热烟气带出密相区，而进入其上部的稀相区的悬浮燃烧室内，继续悬浮燃烧。
来自风机的二次风，经燃烧室密相区上侧二次风口，送入悬浮燃烧室；
燃烧后的热烟气携带的部分媒体床料，与着火燃烧后水煤浆形成的颗粒团，通过炉膛出口烟窗进入分离回输燃尽装置燃尽；
高温烟气中所携带的媒体床料，与着火燃烧后的水煤浆滴形成的颗粒团，被分离器捕集回输至燃烧室下部的密相区，实现循环燃烧。
上述的燃烧工艺，其所述的媒体床料的石英砂和石灰石粒度均小于5mm。
前述的燃烧工艺，其所述的媒体床料中的石灰石给予量，按燃料中硫含量，确定钙、硫摩尔比为2-4。
以上所述的燃烧工艺，其所述的一次风、二次风风压均为7000-14000Pa。
本发明提供的技术方案具有下列优点；(1)实现了水煤浆的低温燃烧工艺，解决了水煤浆悬浮燃烧易结焦带来的问题，同时抑制了热力型NOX的生成；(2)利用石英砂和石灰石(CaCO3)构成的媒体床料，并辅之于低温燃烧，实现了水煤浆燃烧过程中直接脱硫，且脱硫简单，成本低；(3)实现了着火燃烧后的水煤浆颗粒团的循环燃烧，可燃气的烧尽，具有较高的燃烧效率；(4)采用分离回输燃尽装置，提高了石灰石的利用率，减少了媒体床料的补充量，提高了燃烧效率；(5)燃烧装置负荷调节特性好，可在100％至30％额定负荷范围内稳定运行，水煤浆品质适应性好，降低了对水煤浆品质的要求，降低制浆成本；(6)省去了价格昂贵的燃烧器及易出故障的雾化浆枪，不需要复杂的高压风浆系统及过滤器等设备。
本发明提供的水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，适于各种参数的锅炉，可在电站、工业锅炉上推广应用，具有很大的潜在市场和经济、社会效益。
                        具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明：
将粒度均小于5mm的石英砂和石灰石，通过媒体床料补充装置，加到非均等布风燃烧装置的布风板上，媒体床料层厚度为200-450mm，其中石灰石给予量按燃料中硫含量，确定钙、硫摩尔比为2-4。燃烧室受热管束内通水。来自风机的7000-14000Pa的一次风，经非均等布风燃烧装置送入床层，使媒体床料处于流化状态。由非均等布风燃烧装置布风板上部或下部的烟气发生器喷出的热烟气，进入燃烧室，将媒体床料加热到400℃左右。
由炉顶上集箱出口管周围设有的具有空气吹扫、冷却作用的加料装置，使滴状的水煤浆借自身重力，投入燃烧室下部的密相区中，被处于流化状态的媒体床料加热下迅速着火燃烧，其温度达到850-950℃；处于流化状态的水煤浆团，进一步解体为细颗粒或水煤浆颗粒团。被热烟气带出密相区的细颗粒与水煤浆颗粒团，进入其上部的稀相区的悬浮燃烧室内，继续悬浮燃烧。经燃烧室密相区上侧二次风口送入二次风，以强化稀相区的扰动与混合，并补充燃烧所在布风板上面的密相区设有点火装置6。在密相区上部设有悬浮燃烧室5。在燃烧装置前墙设有媒体床料补充装置4。位于悬浮燃烧室5上方，为分离回输燃尽装置3，位于燃烧室炉墙7内设有燃烧室受热管2构成的受热管束，供其内的水与热烟气之间换热。在所述高效洁净燃烧浆置顶部的上集箱出水口周围，设有的具有空气吹扫与冷却作用的加料装置1.在密相区一侧炉体上设有二次风口11。
粒度＜5mm的石英砂与石灰石，通过媒体床料补充装置4，加到非均等布风燃烧装置9的布风板上，其床料厚度为200-450mm，石灰石给予量按燃料内硫含量，确定钙、硫摩尔比为2-4进行填装和补充。向燃烧室受热管2组成的管束内充水以后，来自风机的7000-14000Pa的一次风，使媒体床料处于流化状态。由非均等布风燃烧装置布风板上部的点火装置6喷出的热烟气，进入燃烧室加热媒体床料。
滴状水煤浆由加料装置1，在自身重力作用下，投入燃烧室下部密相区，被流化状态的媒体床料加热，迅速由点火装置6点火燃烧，温度达到850-950℃。处于流化状态的水煤浆团，进一步解体为细颗粒或水煤浆颗粒团。被热烟气带出密相区的细颗粒与水煤浆颗粒团，进入其上部的稀相区的悬浮燃烧室内，继续悬浮燃烧。经燃烧室密相区上侧二次风口送入二次风，以强化稀相区扰动与混合，并补充燃烧所需的氧气。燃烧后的热烟气携带的部分媒体床料，与着火燃烧后水煤浆形成的颗粒团，经炉膛出口烟窗进入分离回输燃尽装置3燃尽；高温烟气所携带的媒体床料颗粒，与着火燃烧后的水煤浆滴形成的颗粒团，被分离器捕集回输至燃烧室下部的密相区，实现循环燃烧。
如上述的燃烧过程中生成的SO2，与由石灰石受热分解成的CaO反应生成CaSO4，实现燃烧过程中直接脱硫。燃烧过程中媒体床料由媒体床料补充装置4补加。生成的CaSO4，灰渣由排料管8排出。
燃烧室受热管束内的水，与热烟气换热后产生的汽--水混合物，由上集箱出口进入上锅筒进行汽--水分离，汽为最终产品，分出的热水循环利用。

Claims (4)

1、水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧工艺，其特征在于该燃烧工艺主要包括下列步骤：
通过媒体床料补充装置，将所需要粒度的石英砂、石灰石构成的媒体床料，加到非均等布风燃烧装置的布风板上，其媒体床料层厚度为200-450mm；
由上所述的布风板下部或上部的热烟气发生器喷出的热烟气，同来自风机的一次风一起，将所述的媒体床料加热至400℃后，并使媒体床料处于流化状态；
由炉顶上集箱出口管周围设有的具有空气吹扫、冷却作用的加料装置，使滴状水煤浆在自身重力作用下，投入燃烧室下部密相区，并在密相区中被流化的媒体床料加热下迅速着火燃烧，其温度达到850-950℃；
处于流化状态的水煤浆团，进一步解体为细颗粒或水煤浆颗粒团，被热烟气带出密相区，而进入其上部的稀相区的悬浮燃烧室内；
来自风机的二次风，经燃烧室密相区上侧二次风口，送入悬浮燃烧室；
燃烧后的热烟气携带的部分媒体床料，与着火燃烧后水煤浆形成的颗粒团，通过炉膛出口烟窗进入分离回输燃尽装置；
高温烟气中所携带的媒体床料，与着火燃烧后的水煤浆滴形成的颗粒团，被分离器捕集回输至燃烧室下部的密相区，循环流化燃烧。
2、根据权利要求1所述的燃烧工艺，其特征在于所述的媒体床料的石英砂和石灰石粒度均小于5mm。
3、根据权利要求1或2所述的燃烧工艺，其特征在于所述的媒体床料中的石灰石给予量，按燃料中硫含量，确定钙、硫摩尔比为2-4。
4、根据权利要求1所述的燃烧工艺，其特征在于所述的一次风、二次风风压均为7000-14000Pa。
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