專利名稱：一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒裝置。
背景技術(shù)：
煤粉燃燒是形成氮氧化物(NOx)的重要來源，通常燃用無煙煤、貧煤鍋爐的NOx排放量在900～1200mg/m3，燃用煙煤鍋爐的NOx排放量在600～850mg/m3，燃用褐煤鍋爐的NOx排放量在400～600mg/m3。氮氧化物(NOx)是造成大氣污染的主要污染源，它除了形成酸雨，破壞生態(tài)環(huán)境，還能形成光化學(xué)煙霧，危害人類健康。另外，燃煤鍋爐中的SOx排放量高。煤炭燃燒是NOx的主要來源之一，為了控制日益嚴重的NOx污染，國家環(huán)境保護總局和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布的新的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)在2004年1月1日開始實施，《排放標準》較過去的標準更加嚴格，分時段及燃煤干燥無灰基揮發(fā)分含量對新建及現(xiàn)役機組的氮氧化物排放都進行相應(yīng)的規(guī)定。如果不采取低NOx排放措施，很難滿足NOx的排放要求。國家發(fā)展計劃委員會、財政部、國家環(huán)境保護總局、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會根據(jù)國務(wù)院《排污費征收使用管理條例》(國務(wù)院令字第369號)制定的《排污費征收標準管理辦法》規(guī)定，2004年7月1日起對氮氧化物按每一污染當量(氮氧化物的排污當量為0.95千克)0.6元直接向排放環(huán)境污染物的單位收費。
煤粉鍋爐的NOx控制主要有兩種途徑，一是采用濃淡低氧化氮燃燒技術(shù)減少NOx的生成，二是從煙氣中脫除NOx。采用濃淡噴口對抑制NOx生成，減少NOx排放量，其脫硝率在20％～30％以下，因此無法滿足日益嚴格的環(huán)保要求。天然氣再燃法的脫硝率可以達到70％以上，目前國內(nèi)外在再燃脫硝方面主要采用天然氣，我國天然氣資源主要分布在西部，因此東部及沿海地區(qū)發(fā)展天然氣再燃脫硝受到限制。生物質(zhì)能源是綠色能源之一，源于太陽能。綠色植物大約能捕獲0.024％太陽能，并通過光合作用轉(zhuǎn)變成植物體內(nèi)有機物的化學(xué)能，即生物質(zhì)能。發(fā)展以生物質(zhì)為原料的綠色能源轉(zhuǎn)化，可以實現(xiàn)二氧化碳減排，既是我國實現(xiàn)生物質(zhì)能源高效利用、解決能源危機的重要途徑，又是我國加強生態(tài)環(huán)境建設(shè)，減少溫室氣體排放重要途徑。開發(fā)利用生物質(zhì)能源，對我國電力工業(yè)及整個國民經(jīng)濟的發(fā)展都是有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對現(xiàn)有燃燒裝置存在NOx排放量大、不能有效利用生物質(zhì)能源的弊端，從而提供一種可以高效利用生物質(zhì)能源的同時又極大的降低NOx排放量的生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，它包括爐膛1，爐膛1內(nèi)設(shè)有煤粉主燃燒區(qū)1-1，在所述煤粉主燃燒區(qū)1-1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側(cè)壁或四角上還安裝有生物質(zhì)燃燒器噴口3-1。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.利用現(xiàn)有的生物質(zhì)資源，有效降低NOx排放量。通過采用濃淡噴口可在一定程度上降低煤粉燃燒形成的NOx，NOx排放一般下降20％～30％。生物質(zhì)燃料揮發(fā)分高，生物質(zhì)燃燒器再燃將形成的NOx進一步還原為N2。其綜合脫硝率達60％以上。2.生物質(zhì)燃料一般發(fā)熱量低、水分高、不易著火，煤粉濃淡燃燒穩(wěn)燃能力強，生物質(zhì)燃料直接噴入煤粉燃燒形成的高溫煙氣中，彌補了生物質(zhì)燃料不易著火的缺點，保證了生物質(zhì)燃料的著火、燃燒和燃盡。3.本發(fā)明可以對現(xiàn)役機組鍋爐進行改造。適應(yīng)于各種煤粉鍋爐，具有廣闊的應(yīng)用前景。4.實現(xiàn)了生物質(zhì)的大規(guī)模利用，減少了溫室氣體CO2排放。5.降低SOx排放。生物質(zhì)燃料中硫的含量低，噴入生物質(zhì)燃料后，部分生物質(zhì)燃料取代了一部分煤粉，使總的SOx排放下降。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖1的的A-A剖視圖，圖5是圖2的B-B剖視圖，圖6是圖3的C-C剖視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一參照圖1，圖4，本實施方式包括爐膛1，爐膛1內(nèi)設(shè)有煤粉主燃燒區(qū)1-1，在所述煤粉主燃燒區(qū)1-1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側(cè)壁或四角上還安裝有生物質(zhì)燃燒器噴口3-1。本實施方式所述生物質(zhì)燃燒器噴口3-1安裝在煤粉主燃燒區(qū)1-1的爐膛側(cè)壁上。所述生物質(zhì)燃燒器噴口3-1和與其連接的生物質(zhì)輸送連接管3-2共同組成生物質(zhì)燃燒器3。所述生物質(zhì)燃燒器3與生物質(zhì)燃料的氣力輸送系統(tǒng)6連接，生物質(zhì)燃料的氣力輸送系統(tǒng)6包括生物質(zhì)燃料料斗6-1、生物質(zhì)燃料給料機6-2、混合器6-3和氣力輸送管道6-4，所述生物質(zhì)燃料料斗6-1設(shè)置在生物質(zhì)燃料給料機6-2的上方，生物質(zhì)燃料給料機6-2的出口端及氣力輸送管道6-4的出口端都同時與生物質(zhì)輸送連接管3-2連通。
當燃用的生物質(zhì)燃料水份含量較大，著火燃盡較困難時，采用本實施方式將生物質(zhì)燃燒器噴口3-1安裝在煤粉主燃燒區(qū)1-1的爐膛側(cè)壁上的位置，這樣，煤粉主燃燒區(qū)1-1同時又是生物質(zhì)燃燒區(qū)，對于生物質(zhì)燃料，依靠煤粉燃燒形成的高溫，可以保證它的著火；同時，生物質(zhì)燃料在爐內(nèi)停留時間較長，可以保證其充分的燃燒。另外，由于生物質(zhì)燃料與煤粉相比，一般含氮量低，用大量的生物質(zhì)燃料替代煤粉，可以保證較低的NOX排放；同時，生物質(zhì)燃料析出的大量揮發(fā)份也可以將煤粉燃燒形成的NOX還原成N2，從而進一步降低NOX的排放。
具體實施方式
二參照圖2，本實施方式中，所述生物質(zhì)燃燒區(qū)1-1的上部為還原區(qū)1-2，本實施方式與具體實施方式
一的不同之處在于，生物質(zhì)燃燒器噴口3-1安裝在還原區(qū)1-2的爐膛側(cè)壁上，參照圖5，這時，還原區(qū)1-2為生物質(zhì)燃燒區(qū)。
一次風(fēng)煤粉氣流送入爐膛1時，在水平方向分別由濃淡燃燒器噴口分成濃煤粉氣流和淡煤粉氣流，濃煤粉氣流位于向火側(cè)，濃煤粉氣流可以降低一次風(fēng)煤粉氣流的著火熱，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤梢员ＷC煤粉在主燃燒區(qū)1-1穩(wěn)定燃燒，濃煤粉氣流和淡煤粉氣流的煤粉燃燒處于偏離化學(xué)當量比燃燒，有利于降低NOx的排放。占入爐總熱量80％～99.5％的燃料為煤粉，并在主燃燒區(qū)1-1進行燃燒。采用此部分的裝置可以減少NOx的生成量的20％～30％。經(jīng)過破碎到一定粒度的生物質(zhì)燃料儲存在生物質(zhì)燃料料斗6-1中，生物質(zhì)燃料由給料機6-2定量給出，經(jīng)過混合器6-3由送風(fēng)管6-4來的溫度可調(diào)的溫熱風(fēng)送入生物質(zhì)燃燒器3。占入爐總熱量0.5％～20％的燃料為生物質(zhì)燃料，生物質(zhì)燃料氣粉混合物經(jīng)過生物質(zhì)燃料燃燒噴口3-1噴入爐膛1的還原區(qū)1-2，完成生物質(zhì)燃料的燃燒，對于著火燃燒性能極好的生物質(zhì)燃料，其燃燒效率可達99％以上，其次生物質(zhì)燃料含氮量低揮發(fā)分高，與爐膛1的主燃燒區(qū)1-1的高溫煙氣中NOx發(fā)生還原反應(yīng)，把NOx還原為N2，從而降低煤粉鍋爐的NOx的排放量。采用生物質(zhì)燃料再燃脫硝可以使NOx的排放量再降低30％～40％，使其綜合脫硝率達60％以上。
具體實施方式
三參照圖3，在還原區(qū)1-2的上部為燃盡區(qū)1-3，本實施方式與具體實施方式
二不同之處在于，在燃盡區(qū)1-3的爐膛側(cè)壁或四角上安裝有燃盡風(fēng)噴口4，所述燃盡風(fēng)噴口4與送風(fēng)管道7連通；參照圖6，生物質(zhì)燃燒器噴口3-1安裝在還原區(qū)1-2的爐膛四角上。
燃盡風(fēng)噴口4主要用于生物質(zhì)燃料和煤粉燃盡提供氧氣。燃盡風(fēng)在爐膛上部的燃盡區(qū)1-3送入，由于有部分空氣從噴口4噴入該區(qū)，可以促使生物質(zhì)燃料和煤粉粒子進一步燃燒，同時減少了下部爐膛的空氣量，使下部爐膛煤粉及生物質(zhì)處于更低的過量空氣下進行燃燒，更有利于降低NOX的排放。生物質(zhì)燃料和煤粉完全燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過過熱器、省煤器、再熱器和空氣預(yù)熱器進行熱交換，最后經(jīng)除塵器凈化，在引風(fēng)機的作用下由煙囪排出，這樣可以更好的實現(xiàn)生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的功能。
通過本實施方式的燃燒，可以實現(xiàn)煤粉和生物質(zhì)燃料的燃盡率高，NOx的排放量低的目的，既可以完成對生物質(zhì)燃料的能源利用，又可以對煤粉鍋爐產(chǎn)生的NOx的排放量高的問題進行脫硝，總的SOx排放下降，減少了溫室氣體CO2排放，達到利用能源、保護環(huán)境的目的，容易對現(xiàn)役鍋爐和新建機組鍋爐的改造，該項技術(shù)具有廣泛的推廣、使用價值。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，它包括爐膛(1)，爐膛(1)內(nèi)設(shè)有煤粉主燃燒區(qū)(1-1)，其特征在于在所述煤粉主燃燒區(qū)(1-1)的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口(2)，在所述爐膛(1)的側(cè)壁或四角上還安裝有生物質(zhì)燃燒器噴口(3-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質(zhì)燃燒器噴口(3-1)安裝在煤粉主燃燒區(qū)(1-1)的爐膛側(cè)壁或四角上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質(zhì)燃燒區(qū)(1-1)的上部為還原區(qū)(1-2)，所述生物質(zhì)燃燒器噴口(3-1)安裝在還原區(qū)(1-2)的爐膛側(cè)壁或四角上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述還原區(qū)(1-2)的上部為燃盡區(qū)(1-3)，在燃盡區(qū)(1-3)的爐膛側(cè)壁或四角上安裝有燃盡風(fēng)噴口(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述燃盡風(fēng)噴口(4)與送風(fēng)管道(7)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質(zhì)燃燒器噴口(3-1)和與其連接的生物質(zhì)輸送連接管(3-2)共同組成生物質(zhì)燃燒器(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質(zhì)燃燒器(3)與生物質(zhì)燃料的氣力輸送系統(tǒng)(6)連接，生物質(zhì)燃料的氣力輸送系統(tǒng)(6)包括生物質(zhì)燃料料斗(6-1)、生物質(zhì)燃料給料機(6-2)、混合器(6-3)和氣力輸送管道(6-4)，所述生物質(zhì)燃料料斗(6-1)設(shè)置在生物質(zhì)燃料給料機(6-2)的上方，生物質(zhì)燃料給料機(6-2)的出口端及氣力輸送管道(6-4)的出口端都同時與生物質(zhì)輸送連接管(3-2)連通。
全文摘要
一種生物質(zhì)與煤粉復(fù)合燃燒及生物質(zhì)再燃脫硝的燃燒裝置，涉及一種燃燒裝置?，F(xiàn)有燃燒裝置存在NOx排放量大、不能有效利用生物質(zhì)能源的弊端。本發(fā)明包括爐膛1，爐膛1內(nèi)設(shè)有煤粉主燃燒區(qū)1－1，在所述煤粉主燃燒區(qū)1－1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側(cè)壁或四角上還安裝有生物質(zhì)燃燒器噴口3－1。本發(fā)明具有如下優(yōu)點使NOx排放可以下降60％以上；生物質(zhì)燃料的噴入保證了生物質(zhì)燃料的著火、燃燒和燃盡；實現(xiàn)了生物質(zhì)的大規(guī)模利用，減少了溫室氣體CO
文檔編號F23C5/08GK1673619SQ20051000988
公開日2005年9月28日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者李爭起, 朱群益, 賽俊聰, 孫紹增, 吳少華 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)