一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NO制造技术

本发明专利技术公开了一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NOx超低排放系统和方法，采用等离子体辅助燃烧、在线裂解技术和氨氢一体再燃脱硝技术实现氨的稳定高效燃烧及炉膛出口NOx超低排放。氨气分两路进入炉膛燃烧，一路经过布置于炉膛主燃烧区下面两层的氨煤混合燃烧器进入炉膛实现氨煤混烧，利用等离子体炬技术进行点火和助燃，等离子体炬加载在助燃空气侧；一路经过等离子体

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NO
x
超低排放系统及方法


[0001]本专利技术属于燃料燃烧
，具体涉及一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NOx 超低排放系统及方法。

技术介绍

[0002]随着国家“碳达峰碳中和”目标的提出，电力行业尤其是火力发电行业燃煤锅炉减碳成为实现双碳目标的重中之重，众多减碳方案中，利用可再生能源制新型零碳燃料替代或部分替代煤炭发电成为可行的技术路线。氨作为新型零碳燃料，具有高含氢量、高体积能量密度和高安全性的特点。更重要的是氨相较于氢更易液化便于运输和储存，因此氨被认为是更具潜力的清洁燃料。将氨作为煤炭等化石燃料的替代品，等热值替代能够有效降低火力发电行业 CO2排放量。同时氨燃烧存在一些技术问题，一方面氨燃烧特性较差，点火和稳燃困难，燃烧效率和燃尽率低，需要与高热值燃料进行混烧或者借助其他辅助燃烧技术实现氨的稳定高效自持燃烧和燃尽；另一方面，氨本身含有大量氮元素(质量比例82.4％)，燃烧时容易产生大量的NOx等温室气体，而NOx的温室效应远远强于CO2，若不能很好的组织氨的清洁低燃烧，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NOx超低排放系统，其特征在于，包括锅炉(10)、氨煤混合燃烧器(7)、煤粉燃烧器(8)、氨氢再燃喷射器(6)、燃尽风喷口(9)、氨气供给装置、等离子体炬(14)、等离子体
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热协同裂解器(4)和烟气连续在线监测装置(15)；氨气供给装置的出口管道分成两路，一路依次连接等离子体
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热协同裂解器(4)和氨氢再燃喷射器(6)，另一路连接氨煤混合燃烧器(7)；等离子体炬(14)设置于氨煤混合燃烧器(7)内部；锅炉(10)的顶部连接尾部烟道，在尾部烟道内设置有烟气连续在线监测装置(15)；所述锅炉(10)的炉膛内部由下至上依次分为主燃烧区(11)、再燃区(12)和燃尽区(13)；锅炉(10)的炉膛侧壁或角上由下至上依次设置有氨煤混合燃烧器连接口、煤粉燃烧器连接口、氨氢再燃喷射器连接口和燃尽风喷口(9)；氨煤混合燃烧器(7)通过氨煤混合燃烧器连接口设置在锅炉(10)的炉膛侧壁或角上；煤粉燃烧器(8)通过煤粉燃烧器连接口设置在锅炉(10)的炉膛侧壁或角上；氨氢再燃喷射器(6)通过氨氢再燃喷射器连接口设置在锅炉(10)的炉膛侧壁或角上；氨煤混合燃烧器连接口和煤粉燃烧器连接口均设置在主燃烧区(11)；氨氢再燃喷射器连接口设置在再燃区(12)；燃尽风喷口(9)设置在燃尽区(13)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的氨气供给装置包括液氨储罐(1)、液氨泵(2)和两级换热蒸发器(3)；两级换热蒸发器(3)包括第一级换热蒸发器和第二级换热蒸发器；液氨储罐(1)依次连接液氨泵(2)第一级换热蒸发器和第二级换热蒸发器入口；第二级换热蒸发器出口管道分成两路，一路依次连接等离子体
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热协同裂解器(4)和氨氢再燃喷射器(6)，另一路连接氨煤混合燃烧器(7)。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述等离子体
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热协同裂解器(4)包括内筒和外筒，外筒同轴套设于内筒外部，内筒内部布置有等离子体放电装置(4
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4)和催化剂(4
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3)，内筒内设有第一氨气通道(4
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2)，外筒与内筒之间的空间为高温烟气通道(4
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1)。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，氨煤混合燃烧器(7)内部布置有等离子体炬(14)、助燃空气通道(7
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1)、第二氨气通道(7
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2)、浓风粉通道(7
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3)和淡风粉通道(7
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4)；助燃空气通道(7
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1)位于氨煤混合燃烧器(7)的内部中心，等离子体炬(14)布置在助燃空气通道(7
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1)上，助燃空气通道(7
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1)外侧布置一圈均匀分布的第二氨气通道(7
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2)，第二氨气通道(7
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2)外围有套管支撑，套管外侧再依次布置浓风粉通道(7
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3)和淡风粉通道(7
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4)。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述锅炉(10)炉膛布置如下：(1)主燃烧区(11)下面两层布置氨煤混合燃烧器(14)，上面布置若干层煤粉燃烧器(8)；(2)再燃区(12)布置一层氨氢再燃喷射器(6)，该层氨氢再燃喷射器(6)并联后的总管与等离子体
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热协同裂解器(4)出口连接；(3)燃尽区(13)布置若干层燃尽风喷口(9)。6.根据权利要求1所述的系统，所述锅炉采用氨氢一体再燃脱硝方法，所述方法包括：(1)主燃烧区(11)进行氨煤混燃，为降低主燃烧区生成的NOx浓度，氨煤混合燃烧器(7)和煤粉燃烧器(8)均采用浓淡分离低氮燃烧器，主燃烧区过量空气系数为0.9～1.0，停留时间0.5s～1s；(2)再燃区(12)利用氨氢混合气和主燃烧区(11)富燃燃烧生成的CO、H2、CH

【专利技术属性】
技术研发人员：孙王平，李海燕，林启富，程宇，庆绍军，崖华青，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
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