碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统技术方案

一种碳‑分子气化燃烧锅炉系统，实现了源头防控污染、元素减量，高效益利用煤炭资源的目标。本系统的优势在于：采用气化段缺氧固硫(Ca/S接近1)，含硫炉渣作为水泥原料利用；热煤气与空气流交叉混合向下喷吹燃烧(α接近1，一般比国内外先进直接燃煤技术减少空气10％以上)，防控和减少了与氧有关的有害物SOx、NOx等的产生；燃烧容积热强度在360kw/m

Engineering Operation System of Carbon-Molecular Gasification Combustion Boiler

A carbon molecular gasification combustion boiler system realizes the goal of pollution prevention and control at the source, element reduction and efficient utilization of coal resources. The advantages of this system are as follows: anoxic sulfur fixation in gasification section (Ca/S is close to 1), sulfur-containing slag is used as cement raw material; cross-mixing of hot gas and air flow and downward injection combustion (alpha is close to 1, generally reducing air by more than 10% compared with advanced direct coal combustion technology at home and abroad), preventing, controlling and reducing the generation of oxygen-related harmful substances such as SOx and NOx; combustion volume heat intensity is 360 kw/m.

【技术实现步骤摘要】
碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统
本专利技术涉及一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，特别是一种能够防控污染的大型碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统。
技术介绍
现有的大型煤基锅炉一般采用煤粉、水煤浆室燃；小颗粒流化床等直接燃煤方法烧锅炉。这些直接燃煤方法的先天缺陷是气(气相挥发份)固(固相碳)在同一个燃烧室混烧，在这种先天缺陷下要把煤炭燃烧完全，就采用了α≥1.2的过量空气燃烧，由此不可避免的产生了与氧有关的有毒有害气体污染大气；同时也降低了效率。现在国内外为了解决煤基锅炉的污染问题，采用煤改气烧锅炉，由于气源不足，采用异地煤制天然气方法补充气源。这种煤制天然气方法的效率一般只有50％左右，其制气过程污染非常严重，而且制气的成本也高，并把污染排在原地。用这种天然气烧锅炉，反而比一碳气(CO、H2)排放的有害气体(NOx)高，烟气要达标排放，又得治理，显然得不偿失。因此，采用最佳实用技术，解决大型煤基锅炉的污染问题，是业界的迫切需求和重大任务。
技术实现思路
本专利技术针对上述需求，提供了一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，特别是一种能防控污染的大型碳-分子气化燃烧锅炉工程化运行系统。所述系统由煤炭制备；碳-分子气化炉；煤气隔断阀；煤气燃烧器和新型锅炉组成。所述系统的特征在于：碳-分子气化炉技术采用炉内缺氧固硫造气，这样的除硫效率高，资源消耗小(Ca/S接近1)；煤气出口温度一般控制在500℃以上，煤气管道尽量短，且是坡度设置，这样可防控粉尘沉淀堵管；煤气隔断阀的运行表压力控制在0帕以下，这样可防控煤气对外泄漏；进燃烧器的煤气与空气流是交叉混合向下喷吹燃烧，燃烧室设有防爆出料门；燃烧总过量空气系数采用α接近1配比(这种配，比国内外现有先进燃煤技术节约空气10％以上)清洁燃烧，实现从元素水平防控和减少污染物NOx、SOx等的产生；由于烟气中硫元素极少，可设定≤106℃的排烟温度(比国内外现有先进燃煤技术一般降低10-20℃)，从而提高热能利用率。附图说明附图1是一种典型的大型碳-分子气化燃烧锅炉系统示意图，由碳-分子气化炉1、加煤机2、煤气隔断阀3、煤气燃烧器4、一次风箱5、二次风箱6、可转化功能的燃烧室7、三次风燃烧器8、炉膛9、锅炉汽包10、对流受热面11、引风机12、水封式防爆出料门13、气化剂14、灰盘15和煤炭16组成。本专利技术的有益效果是：碳-分子气化燃烧锅炉系统实现源头防控污染(缺氧条件下，Ca/S接近1固硫)、元素减量，热煤气采用α接近1燃烧，实现防控与氧有关的有毒有害物SOx、NOx等的产生。具体实施方式根据附图对碳-分子气化燃烧锅炉系统的工程化运行进一步说明：进场煤炭16首先按国家标准进行化验，确定元素成分，为后续燃烧提供依据；再将煤炭经步骤I筛分，分出粒度煤和粉煤，步骤II粉煤加固硫剂制球(这里的控制点是根据硫含量，按Ca/S接近1配比组分)，步骤III煤球烘干，然后一起送到煤仓，再用加煤机2加进碳-分子气化炉1，在缺氧条件下实现固硫造气；气化剂14从炉底加入，原料煤和气化剂在炉内逆向运动；含硫炉渣从灰盘15排出作为水泥原料利用；热煤气从炉顶出来经隔断阀3，进煤气燃烧器4与一次风箱5喷吹的空气交叉混合向下流动，在燃烧室7部分燃烧；根据煤质，关闭/或开启二次风箱6的空气量，在燃烧室7生产煤基活性炭/或燃尽带出物，炭原料/或灰尘从水封式防爆出料门13排出，在燃烧室出现灭火爆燃时，水封式出料门还可以泄压；三次风从燃烧器8交叉喷进补足空气(燃烧总α＝1.02-1.03)在炉膛燃烧，这种一碳煤气(CO、H2)燃烧的容积热强度≥360kw/m3，实现清洁高效燃烧；由于系统采用气化段(源头)缺氧固硫，使燃烧烟气中的硫含量极少，故锅炉的排烟温度可控制在106℃以下，实现提高热能利用率；烟气经引风机12从烟囱排出；高温烟气通过炉膛9和对流受热面11换热产生蒸汽汇集到汽包10排出，用于后续生产。这样就使工程化运行系统实现了源头防控污染、元素减量，高效清洁利用煤炭烧锅炉发电/供热的目标。这种碳-分子气化燃烧锅炉系统中的气化部分，也可设置成双面或多面与锅炉配套的组合形式。这种碳-分子气化燃烧锅炉工程化系统，还可配套用在各种工业窑炉、热风炉和热载体炉上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳‑分子气化燃烧锅炉系统，由煤炭制备、碳‑分子气化炉、煤气隔断阀、煤气燃烧器和新型锅炉组成，其特征在于，工程化运行系统的控制点包括：(1)煤炭经步骤I分筛分出粒度煤，步骤II粉煤根据硫含量，按Ca/S接近1配比组分制球，步骤III煤球烘干和粒度煤进仓；(2)碳‑分子气化炉缺氧固硫制造煤气，煤气出口温度≥500℃；(3)煤气的管道采用坡度设置；(4)运行时，煤气隔断阀处的表压力≤0帕；(5)燃烧器中的煤气与空气流是交叉混合向下喷吹燃烧，燃烧室设有水封式防爆出料门；(6)燃烧系统的总过量空气系数采用α接近1配比清洁燃烧，实现从元素水平防控和减少污染物NOx、SOx等的产生；(7)锅炉的排烟温度≤106℃，实现提高热能利用率；(8)燃烧室容积热强度≥360kw/m3，实现清洁高效燃烧；(9)含硫炉渣作为水泥原料，实现资源尽量利用。

【技术特征摘要】
1.一种碳-分子气化燃烧锅炉系统，由煤炭制备、碳-分子气化炉、煤气隔断阀、煤气燃烧器和新型锅炉组成，其特征在于，工程化运行系统的控制点包括：(1)煤炭经步骤I分筛分出粒度煤，步骤II粉煤根据硫含量，按Ca/S接近1配比组分制球，步骤III煤球烘干和粒度煤进仓；(2)碳-分子气化炉缺氧固硫制造煤气，煤气出口温度≥500℃；(3)煤气的管道采用坡度设置；(4)运行时，煤气隔断阀处的表压力≤0帕；(5)燃烧器中的煤气与空气流是交叉混合向下喷吹燃烧，燃烧室设有水封式防爆出料门；(6)燃烧系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：陈涛，
类型：发明
国别省市：北京,11