[发明专利]高温流化床燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种燃烧设备技术领域的装置，具体是一种高温流化床燃烧装置。

背景技术

流化床作为一种先进的燃烧技术，由于具有煤种适应性强，利于污染物控制等优点，已经得到了广泛应用。流化床由于炉温比煤粉炉低，只有850～900℃，通常采用床料在其中反复循环，即循环流化床方式，一般认为，燃烧效率接近同容量煤粉炉水平。大量的燃烧褐煤等高反应性燃料的实践确实表明，循环流化床锅炉飞灰含碳量较低。但实际上，我国绝大多数循环流化床锅炉燃用难燃煤种，如无烟煤、贫煤，飞灰含碳量比期望值要高出许多，包括引进国外技术生产的大容量循环流化床，有的飞灰含碳量甚至高达30％以上，严重影响了锅炉的燃烧效率。高含碳量不仅造成煤炭资源的浪费，而且也妨碍飞灰综合利用。循环流化床存在床料循环，似乎不应该存在高的飞灰含碳量的可能，但研究结果并非如此。大量现场试验和理论研究发现：高含碳量颗粒主要集中于粒径为40～50μm的细小飞灰中；流化床燃烧条件下，焦炭粒子的燃尽时间随粒径变化曲线呈峰值特征，40～50μm的颗粒相对难燃尽。而目前大型分离器捕作细小颗粒能力不足，而且提高存在较大困难。当燃烧难燃煤种时，问题就凸现出来了。

飞灰含碳量高的根本原因在于难燃煤种在循环流化床燃烧工况下焦炭低的反应活性。与层燃和煤粉炉燃烧方式相比，流化床包括循环流化床突出的优点之一是燃烧温度低(850-900℃)，有利于SO₂、NOx污染物控制，但同时又是缺点。焦炭的反应速度取决于化学反应动力学因素，温度是影响燃烧反应速度的关键参数。低温不利于提高焦炭的燃烧反应速率。实际上，即便燃烧烟煤的循环流化床锅炉，飞灰含碳量相比煤粉炉仍要高。因此提高床温无疑是提高燃烧效率的最有效途径。但由于传统流化床装置受燃料灰熔融特性的限制，很难解决床温提高与床内结焦、结渣的矛盾，因此难以实现高温燃烧。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200310106047.8，名称为：难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置，该专利涉及一种飞灰底饲循环流化床燃烧装置，该装置由飞灰收集器、回料控制器、气力输送喷射器和燃烧炉组成，燃烧炉的上部分与飞灰收集器的进口相连，经飞灰收集器出口的飞灰，通过回料控制器后，由气力输送喷射器使其经设在燃烧炉内的底饲喷嘴送至燃烧炉的密相区。该专利是一很有实用价值的针对难燃煤种循环流化床改进装置，但由于增加了飞灰收集器、回料控制器、气力输送喷射器，系统复杂、大大增加了投资成本和运行难度，尽管有利于降低飞灰含碳量，但也不能根本上解决燃烧效率低的问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种高温流化床燃烧装置，使其将粘熔排渣技术应用于流化床，突破常规流化床低温燃烧限制，将床温提高到1000℃～1300℃，提高整体燃烧反应速率，同时设置倾斜非均匀布风板，加强流化床内的内循环，保证粘熔团聚灰渣一旦形成，通过风选排渣系统及时排出，防止床内结焦结渣的发生。

本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明装置包括：炉膛、倾斜非均匀布风板、低速一次风室、高速一次风室、风选排渣管、二次风进口、给料口、分选风管、排渣口，炉膛底部设置倾斜非均匀布风板，倾斜非均匀布风板的下方设有低速一次风室和高速一次风室，低速一次风室位于倾斜非均匀布风板的低端位置下方，高速一次风室位于倾斜非均匀布风板的高端位置下方，炉膛上部设有二次风进口，炉膛靠近低速一次风室的炉墙上设置给料口，排渣口位于倾斜非均匀布风板低端与炉墙相交位置，风选排渣管一端与排渣口相连，风选排渣管两侧设有分选风管，分选风管和风选排渣管相通。

所述倾斜非均匀布风板，其倾斜角度为10-30度。

所述低速一次风室，其流化风速为热态临界流化风速的1-2倍。

所述高速一次风室，其流化风速为热态临界流化风速的2-4倍。

所述风选排渣管，其中间设有一文丘管收缩段，用于气体加速。

所述分选风管斜向上，与风选排渣管下半段相通，提供风选排渣管所需的向上的分选风，分选风管内的分选风将床料和细灰颗粒向上吹回床内，避免了流化床炉外循环，减少了热量损失和动力消耗。