[发明专利]煤热解层燃装置及其燃烧方法

说明书

技术领域

本发明属于洁净能源技术领域，特别涉及一种可以提高燃煤工业锅炉燃烧效率，实现无烟、低氮氧化物和硫氧化物排放的煤热解层燃装置及其燃烧方法。 

背景技术

我国煤炭资源丰富，2004年已探明的煤炭储量为1145亿吨，约占常规能源探明储量的87.4％。我国能源分布所具有的“缺油、少气、富煤”特点以及煤炭价格较低导致在我国的能源消费结构中煤炭占有主导地位，并在今后相当长的一段时期内，煤炭的这一基础能源地位不会动摇。我国的燃煤工业锅炉大约有53万台，其年耗煤量约占我国年耗煤量的1/3。目前，我国所采用的工业锅炉主要采用层燃方式(链条炉和往复推动炉排炉为主)，由于所采用的煤粒度分布较宽，一些较小的煤粒落到炉排上后会透过炉排缝隙直接进入灰渣室，漏煤损失较大，而且为了降低烟黑排放往往采用较高的过量空气系数，这不仅增大了排烟损失和飞灰损失，而且还导致了较高的NO_x排放，因此现有的工业层燃设备普遍存在热效率低，NO_x排放较高的问题。此外，由于采用宽组分，大颗粒的燃料，脱硫剂很难与煤混合均匀，而且炉排上燃料层温度较高，容易导致脱硫剂的烧熔失活，因而层燃炉中的脱硫效率较低。随着环保意识的日益加强，我国对控制工业锅炉的污染物排放日益重视。2002年，我国颁布的环境法禁止小容量(1t/h以下)锅炉使用原煤，并在《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境和发展白皮书》中提出要重点进行“致酸物质实用控制技术，氮氧化物实用控制技术”、“煤炭高效清洁燃烧技术及工业窑炉节能与低污染技术”等领域的科学研究和技术开发。因此，结合层燃工业锅炉燃烧特点，设计开发高效、低污染的层燃设备具有十分重要的经济和环保价值。 

发明专利“燃煤锅炉的低污染高效率燃烧方法及燃烧装置”(申请号： 200610011353.7)申请公开了一种层燃锅炉的低污染高效燃烧方法。但由于该专利所提供的流化床热解炉位于层燃炉炉膛之外，连接输送通道结构对半焦的流动性以及流化床内燃料的流化影响很大，流化床内热解与层燃炉内燃烧较难匹配，特别是对于小容量层燃炉，影响更为突出。此外，设置外部流化床热解室会增大整体设备的体积及其复杂性，因此该专利技术的经济性和推广性较差。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有层燃装置的缺陷，从而提供一种热解与层燃炉内燃烧匹配性好的煤热解燃烧层燃装置。 

本发明的另一目的是提供一种用于上述煤热解层燃装置的燃烧方法。 

本发明一方面提供了一种煤热解层燃装置，包括： 

一层燃炉炉体3、一氧化热解室4、设于所述炉体3下部的炉排11和设于所述炉排11后段上方的层燃室14，所述炉排11后段覆盖有半焦燃烧层10，用于连接所述氧化热解室4和所述层燃室14的上连通口15和下连通口16，所述氧化热解室4位于所述炉体3内部，并且被设置在所述炉排11前段的上方。 

上述煤热解层燃装置中，所述氧化热解室4可采用固定床或流化床。 

进一步地，所述氧化热解室4下部设有送风装置5。 

进一步地，所述送风装置5可采用双面墙内布置方式、单面墙内布置方式或管式布置方式。 

上述煤热解层燃装置中，所述氧化热解室4的上部设有缩径。 

上述煤热解层燃装置中，所述层燃室内还设有用于对从所述上连通口流出的流体进行导流的前拱。 

进一步地，所述前拱还对所述层燃室内的烟气起导流作用。 

进一步地，所述前拱设置在所述上连通口15附近，并与水平方向成10-90°设置。 

上述煤热解层燃装置中，所述层燃室内还设有后拱，所述后拱位于所述半焦燃烧层上方，并与水平方向成0-45°设置。 

另一方面，本发明提供了一种用于上述的煤热解层燃装置的燃烧方法，包括以下步骤： 

(1)将煤与脱硫剂混合后送入所述氧化热解室中，在500-1200℃进行部分氧化热解； 

(2)部分热解产生的可燃气体和较小的半焦颗粒在流化或气流夹带作用下从上连通口15进入层燃室14中，一部分较小的半焦颗粒堆积在所述半焦燃烧层10上燃烧，另一部分较小的半焦颗粒与可燃气体和烟气在主燃区9中混合并强烈燃烧； 

(3)较大的半焦颗粒穿过氧化热解室落到下方的炉排11上，随着炉排11的移动，穿过下连通口16进入层燃室14内燃烧，生成的灰渣被排出。 

本发明在层燃设备内部的炉排前段增加一氧化热解室，与现有层燃设备相比具有如下优点：