降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法和燃烧装置制造方法及图纸

一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，包括步骤：提供依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器，以及连接于气固分离器之后的后燃烧室；向循环流化床主燃烧室内通入燃料和少于理论燃烧空气量的燃烧用风，使燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不完全燃烧，所述不完全燃烧产生了半焦和一氧化碳，其中主燃烧室通入的燃烧用风占理论燃烧空气量的百分比大致等于燃料在循环回路完成的燃烧份额；以及向后燃烧室内通入附加燃烧用风，使来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳完全燃烧。本发明专利技术还涉及一种可降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法和燃烧装置。
技术介绍
我国能源结构以煤为主，燃煤产生大量的氮氧化物气体是主要大气的污染物之一。其中，控制火电厂燃煤锅炉的氮氧化物排放至关重要。循环流化床锅炉由于采用低温燃烧和二次风分级布置方式，锅炉原始氮氧化物排放浓度多在150mg/Nm3-250mg/Nm3之间，低于使用相同燃料的煤粉锅炉。随着国家《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)颁布实施，对现有循环流化床锅炉的氮氧化物排放限值为200mg/Nm3，对新建锅炉则执行100mg/Nm3的排放标准，因此，循环流化床锅炉须进一步降低氮氧化物排放。为了控制循环流化床锅炉的氮氧化物的生成，现有技术通常采用降低燃烧室内燃烧温度、采用低过量空气系数燃烧以及通过燃烧室配风延长还原区停留时间等手段。采用降低燃烧室内燃烧温度和低过量空气系数燃烧的技术方案，在很大程度上影响了燃料的充分燃烧，增加了锅炉的气体不完全燃烧和固体不完全燃烧损失。通过燃烧室配风延长还原区停留时间的技术方案，主要是提高二次风高度，甚至在二次风上再增加一层燃尽风，在同一个燃烧室内随着空气分级程度加大，受燃烧室高度限制，燃尽时间大大缩短，烟气中飞灰含碳量和CO浓度增加，这同样也导致不完全燃烧损失增加，对于锅炉的经济运行造成不利影响。中国专利申请201310723729.7公开了一种循环流化床锅炉低氮氧化物排放的燃烧方法，通过降低一次风量和二次风量使烟气氧量保持在2％至3％之间，即保持低氧量运行，同时增加二次风层数、提高二次风喷口高度延长还原区停留时间。但燃烧室内较高的二次风管布置方式，会加速二次风口周围水冷壁管的磨损，影响锅炉的安全运行。中国专利申请201310539752.0公开了一种循环流化床锅炉多重分级高效低氮燃烧方法及燃烧系统，将燃烧空气分别经相应入口送入燃烧室，将炉膛分为欠氧燃烧、还原、氧化燃烧和燃尽区，分别控制各区域的过量空气系数，使燃料在燃烧室内分散均匀燃烧降低氮氧化物的生成。但是，在同一个燃烧室内进行多重分级，很难真正实现各区域的分区燃烧；同时受燃烧室高度的限制，过高的二次风管布置方式，会使燃料燃尽时间缩短，导致锅炉飞灰含碳量及烟气中可燃气体浓度升高，降低锅炉效率。这些技术虽然对于控制循环流化床锅炉氮氧化物排放起到了一定的作用，但仍然很难达到日趋严格的循环流化床锅炉氮氧化物排放标准，有的甚至还对锅炉的安全经济运行造成不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够实现超低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，适用于煤及其它含氮燃料的燃烧。根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，包括步骤：提供依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器，以及连接于气固分离器之后的后燃烧室；向循环流化床主燃烧室内通入燃料和少于理论燃烧空气量的燃烧用风，使燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不完全燃烧，所述不完全燃烧产生了半焦和一氧化碳，其中主燃烧室通入的燃烧用风占理论燃烧空气量的百分比大致等于燃料在循环回路完成的燃烧份额；以及向后燃烧室内通入附加燃烧用风，使来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳完全燃烧。可选地，在上述方法中，后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.3。进一步地，后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.15。可选地，在上述方法中，向主燃烧室通入的燃烧用风的过量空气系数为0.8-0.9。根据本专利技术的实施例的另一方面，提出了一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧装置，包括：循环回路，包括依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器；连接于气固分离器之后的后燃烧室，后燃烧室设置有附加燃烧用风入口；以及控制系统，构造成控制进入主燃烧室的燃烧用风量和经由附加燃烧用风入口进入后燃烧室的附加燃烧用风量，使得燃料在循环回路中不完全燃烧以产生半焦和一氧化碳、且使得来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳在后燃烧室中完全燃烧以降低氮氧化物排放。可选地，所述控制系统构造成使得后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.3。可选地，所述控制系统构造成使得后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.15。可选地，所述控制系统构造成使得向主燃烧室通入的燃烧用风的过量空气系数为0.8-0.9。利用本专利技术的技术方案，由于燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不完全燃烧，所述不完全燃烧产生了半焦和一氧化碳、且来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳在后燃烧室中完全燃烧，从而可以显著降低氮氧化物的排放量。附图说明图1为本专利技术的一个示例性实施例的降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧装置的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实例性的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。图1示出了一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧装置。如图1所示，该循环流化床燃烧装置包括：循环流化床主燃烧室1，设有燃料入口11和燃烧用风入口12；气固分离器2，与循环流化床主燃烧室1的出口相通；返料器3，分别与气固分离器2的固体出口和循环流化床主燃烧室1上的返料口相通；后燃烧室4，与气固分离器2的气体出口相通，设有附加燃烧用风入口41。其中：所述气固分离器适于隔离由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中的还原气氛和所述后燃烧室中的氧化气氛。可以利用控制系统控制进入主燃烧室的燃烧用风量和经由附加燃烧用风入口进入后燃烧室的附加燃烧用风量，使得燃料在循环回路中不完全燃烧以产生半焦和一氧化碳、且使得来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳在后燃烧室中完全燃烧以降低氮氧化物排放。可选地，循环流化床燃烧装置还包括尾部烟道5，与后燃烧室4的出口相通。可选地，附加燃烧用风入口41也可设置在气固分离器2的气体出口烟道上。其中，主燃烧室和后燃烧室以及尾部烟道均可根据热平衡需要适当设置受热面。此外，循环流化床燃烧装置也可直接利用常规尾部烟道作为后燃烧室，即燃烧装置的气固分离器与尾部烟道相连，附加燃烧用风入口41设在尾部烟道上。基于上述循环流化床燃烧装置，本专利技术提供了一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，包括如下步骤：向循环流化床主燃烧室内通入过量空气系数小于1(优选为0.8-0.9)的燃烧用风和燃料，使燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，包括步骤：提供依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器，以及连接于气固分离器之后的后燃烧室；向循环流化床主燃烧室内通入燃料和少于理论燃烧空气量的燃烧用风，使燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不完全燃烧，所述不完全燃烧产生了半焦和一氧化碳，其中主燃烧室通入的燃烧用风占理论燃烧空气量的百分比大致等于燃料在循环回路完成的燃烧份额；以及向后燃烧室内通入附加燃烧用风，使来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳完全燃烧。

【技术特征摘要】
2014.08.29 CN 2014204970962;2014.08.29 CN 201410431.一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，包括步骤：
提供依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器，以及连
接于气固分离器之后的后燃烧室；
向循环流化床主燃烧室内通入燃料和少于理论燃烧空气量的燃烧用
风，使燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不
完全燃烧，所述不完全燃烧产生了半焦和一氧化碳，其中主燃烧室通入的
燃烧用风占理论燃烧空气量的百分比大致等于燃料在循环回路完成的燃
烧份额；以及
向后燃烧室内通入附加燃烧用风，使来自气固分离器的气体出口的半
焦和一氧化碳完全燃烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.3。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
后燃烧室的过量空气系数为1.05-1.15。
4.根据权利要求1-3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕清刚，周托，高鸣，那永洁，孙运凯，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11