本发明专利技术公开了一种旋风炉低NOx燃烧方法和旋风炉液态排渣余热回收利用系统，该方法通过旋风筒二次风进口送入富氧的空气(O2浓度＞21％)以使旋风筒内可以达到更深程度的分级送风，从而大大降低旋风炉燃烧过程中污染物NOx的生成，减轻环境污染；同时所提出的旋风炉液态排渣余热回收利用系统，针对液态渣粒化时产生的大量水蒸气和高温的冲渣水所具有的热量进行了回收利用，本发明专利技术不仅能大大降低旋风炉燃烧过程中污染物NOx的生成，减轻环境污染，同时还对旋风炉液态排渣所具有的大量物理显热进行回收利用，提高锅炉热效率，减少回热系统的抽汽量，提高机组发电出力，降低发电煤耗，节约水资源，提高液态渣的粒化质量，减少工业水的热污染以及大量水蒸气排入大气后所造成的环境热污染，减轻工厂区热岛效应，具有显著的社会经济效益和环境效益。
【技术实现步骤摘要】
一种旋风炉低NOx燃烧方法和旋风炉液态排渣余热回收利用系统方法领域本专利技术属于旋风炉应用领域，涉及一种旋风炉低NOx燃烧方法及其液态渣余热回收利用系统，同时本专利技术所提出的低NOx燃烧方法也适用于其他锅炉型式，而所提出的液态排渣余热回收利用系统尤其适用于具有液态排渣的燃烧设备领域，如高炉炼铁、冶金行业寸。背景方法旋风炉是指采用旋风燃烧方式的动力用蒸汽锅炉。空气带动燃料颗粒在圆筒内旋转燃烧时称为旋风燃烧，旋风燃烧是人为组织的一种稳定的、可控的高速旋转火焰流，它充满在整个燃烧室空间，具有极其强烈的扰动能力，比一般室燃方式具有更高的热强度。旋风炉中主要进行燃烧的圆筒称为旋风筒，一台旋风炉可以有一只或数只旋风筒。由于旋风筒内具有很高的燃烧温度和燃烧强度，会使得燃烧形成的渣熔化并且粘附在筒壁上形成液态渣膜，液态渣排出筒外形成液态排渣。旋风炉具有很高的燃烧温度和很强的湍流混合强度，优良的传热和传质条件，能充分保证燃料的完全燃烧，其化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失都较小。排渣中的含碳量一般均小于0.2%，飞灰中的含碳量远低于一般煤粉炉，飞灰份额也大大低于煤粉炉。在旋风炉中，燃烧与燃料的性质无关，无论难燃或易燃的燃料都可以在旋风炉中稳定而完全地燃烧，同时由于其燃料只需破碎，因而可以大大简化甚至取消庞大的制粉系统，节约制粉电耗。与煤粉炉相比，旋风炉的优势主要体现在以下几个方面>燃烧稳定，燃烧经济性高；>燃料只需破碎，简化制粉系统，大大节约制粉电耗；>热强度高，锅炉体积小；旋风筒内的高扰动性能和高温度水平，是旋风炉强化燃烧的基础。采用旋风炉，可以使整个锅炉的金属消耗量大为减少，与同容量的煤粉炉相比，可以使锅炉房的面积缩小 25 %，锅炉房容积缩小30 %，重量减少20 25 %。>捕渣率高，飞灰含量大大降低，使得对流受热面磨损缓解；对于旋风炉，只有 15 30%的灰分进入对流烟道，而对于煤粉锅炉通常为80%左右的灰分经过对流受热面，因而旋风炉对流受热面的磨损要比煤粉炉轻得多。旋风筒内高速旋转的气流具有很高的分离熔渣的能力，各种类型的旋风炉的捕渣率大体在70 85%之间。旋风炉的高捕渣率可以大大地减少烟气带走的飞灰量，其本身就相当于一台效率为70 85%的除尘器，因此与煤粉炉相比，可节约除尘器总投资的三分之一，经济效益显著。>过量空气系数低，可以降低排烟热损失；由于旋风筒内扰动强烈，可以采用低氧燃烧，旋风筒内的过量空气系数一般为 1. 05 1. 1，因而可以减小排烟热损失。>可以燃用多种燃料；在旋风炉中，由于具有很高的燃烧温度(通常1649°C以上)和扰动能力，燃烧与燃料的性质无关，无论难燃或易燃的燃料都可以在旋风炉中稳定而完全燃烧。>灰渣便于综合利用。从以上可以看出，旋风炉具有非常优越的优点，但是，它并不是“十全十美”的，也存在一些缺点和问题，其中最大的缺点和问题包括以下两个方面 污染物NOx生成高；由于旋风筒内具有很高的燃烧温度和强烈的湍流混合强度，使得其污染物NOx的生成量比一般煤粉炉要高出很多，而这与我国日趋严格的环境保护标准是格格不入的，如我国自2010年1月1日起新实施的《火电厂大气污染物排放标准》中对燃煤锅炉第3时段的污染物NOx排放浓度规定为重点地区是200mg/m3 ；其他地区是400mg/m3。虽然在各种降低NOx的方法中分级送风方法是一种已经被广泛应用的非常经济有效的方法，但是，当分级送风方法被应用于旋风炉领域时，随着旋风筒内过量空气系数的降低，旋风筒内的温度水平也跟着具有较大程度的降低，而这会对维持正常的液态排渣构成威胁。因此，由于受旋风筒内液态排渣正常进行的最低过量空气系数的限制，使得旋风筒内能够达到的分级送风的程度有限，其最低过量空气系数大约在0. 8左右，因而使得分级送风这一方法所具有的降低NOx的能力得不到充分发挥。 液态排渣灰渣物理热损失大。旋风炉液态排渣具有很高的温度，一般约为1400°C左右，当其遇到25V左右的冲渣冷却水急剧冷却粒化时将放出大量的热量，产生大量的水蒸气和大量温度在85 90°C左右的冲渣水，长期以来，这部分热量都得不到合理的利用，而是白白浪费掉，并且产生的大量水蒸气和冲渣水排入环境后会造成环境热污染。同时当冲渣水循环使用时，随着循环冲渣水温度的逐渐升高，势必造成液态渣粒化率下降，形成粒化箱内结焦量增大，严重时可造成堵渣，致使锅炉停运，因此，不得不补充大量的新水来降低循环冲渣水的温度，而这将消耗大量的水资源，特别是对于水资源缺乏地区，这将产生严重的社会危害。为了设法降低旋风炉中NOx生成，美国专利WO 2007/117243A1中提出了一种纯氧燃烧旋风炉方案，通过将空气中的氧气分离后与烟气混合送入炉膛中进行燃烧，该方案虽然能够达到降低NOx的目的，但是由于要对燃烧所需的空气进行分离制氧，这将耗费大量的经济成本，并且该方案只能降低热力型NOx的生成，而对燃料型NOx的生成基本无抑制作用，甚至反而会增加燃料型NOx的生成，同时该方案未能考虑到对旋风炉液态排渣所具有的大量热量进行回收利用，使得这部分热量得不到合理利用，而被白白浪费掉。与之相类似， 在美国随后的专利WO 2008/151271A1中提出了一种降低旋风炉NOx排放的系统和方法，通过在旋风筒二次风进口送入部分氧气以及在炉膛上部增设煤粉再燃器来达到降低NOx的目的，该方法虽然能够大大降低燃烧过程中NOx的生成，但是同样存在具有很高成本的空气分离制氧过程，并且该方法由于需要采用煤粉再燃，因此需要额外增设一套燃料制粉系统，增加制粉电耗，使旋风炉本身所具有的取消制粉系统及节约制粉电耗的优点大打折扣，同时该方法同样未能考虑到液态排渣具有灰渣物理热损失大的问题，而未对这部分热量进行二次回收利用。
技术实现思路
针对目前有关旋风炉领域已有专利技术专利所存在的缺点和不足，本专利技术提出了一种旋风炉低NOx燃烧方法及其液态排渣余热回收利用系统，其目的在于，降低旋风炉燃烧过程中的污染物NOx排放和液态排渣灰渣物理热损失。为了实现上述任务，本专利技术是通过以下技术方案来解决的一种旋风炉低NOx燃烧方法，将旋风筒和锅炉炉膛通过排渣管连接；在锅炉炉膛上方设置OFA喷口 ；在旋风筒顶部设置一次风进口和喷燃器；在旋风筒上方设置二次风进口 ；在在旋风筒底部设置粒化水箱；通过二次风进口送入的二次风是氧气浓度大于21%的富氧空气；控制旋风筒1内的过量空气系数范围在0. 5 0. 7 ；在OFA喷口送入达到完全燃烧所需的剩余空气，其过量空气系数为1. 1 1. 2。所述旋风筒采用立式布置、卧式布置或立式卧式多层布置；所述多层布置是单侧布置、双侧对冲布置或双侧不对冲布置；所述旋风筒内水冷壁管子外焊有密置的销钉，销钉间铺设一层耐火内衬。一种旋风炉液态排渣余热回收利用系统，所述系统包括蒸汽余热回收系统和冲渣水余热回收系统；所述蒸汽余热回收系统和冲渣水余热回收系统都与液态渣粒化水箱相连接。所述蒸汽余热回收系统包括间壁式换热器和若干个阀门；所述间壁式换热器通过若干个阀门与电厂凝结水低压加热器回路连接；所述冲渣水余热回收系统包括分离式热管换热器、循环水泵和沉淀过滤池；所述沉淀过滤池和循环水泵串接在液态渣粒化水箱和分离式热本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种旋风炉液态排渣余热回收利用系统，其特征在于：所述系统包括蒸汽余热回收系统和冲渣水余热回收系统；所述蒸汽余热回收系统和冲渣水余热回收系统都与液态渣粒化水箱相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：车得福，白文刚，王欢，刘银河，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87
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