[发明专利]一种炉前分选气化再燃降低NOx层燃设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低NOx层燃设备，属于环保设备技术领域。

背景技术

我国现役燃煤工业锅炉约54.6万台，占目前在役工业锅炉总数的85%，且每年以1.5%左右的速度递增。燃煤工业锅炉年用煤量5-6亿吨，约占全国年用煤总量的18％。工业锅炉每年的总能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二。

在工业锅炉污染物减排的研究中，SO₂和烟尘的研究开展比较早，而且已经取得不少的研究成果，并已经工业化应用。由于工业锅炉低温燃烧等特点，使得其生成的NOx量相对较低（400-700mg/Nm3）。所以，工业锅炉的NOx减排工作一直未受到充分的重视（工业锅炉相对于电站煤粉锅炉NOx排放量是少的，所以目前重视程度不够并且不适用已有的电站煤粉锅炉的降低NOx排放技术）。近几年我国的环保要求逐年提高，使得工业锅炉的NOx排放问题越发凸显。特别是NOx在城市空气环境中对PM2.5（PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大）的二次源贡献率逐渐受到关注。因此，开发与燃烧过程协同的经济型层燃锅炉低NOx燃烧技术，显得十分紧迫。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够协同实现层燃工业锅炉低NOx排放与高效燃烧的炉前分选气化再燃降低NOx层燃设备

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种炉前分选气化再燃降低NOx层燃设备，所述设备包括锅炉煤斗、风机及燃煤输送装置，所述设备还包括炉前筛分分选装置、过渡管、气化气管路、助燃空气管路、固定床气化炉、螺旋物料输送机及气化气喷头；

所述炉前筛分分选装置包括大颗粒煤斗、中颗粒煤斗和小颗粒煤斗，中颗粒煤斗设置在大颗粒煤斗与小颗粒煤斗之间，大颗粒煤斗、中颗粒煤斗和小颗粒煤斗三者的进料腔连通设置，大颗粒煤斗内设有大筛孔筛片、中颗粒煤斗内设有中筛孔筛片、小颗粒煤斗内设有小筛孔筛片，所述大筛孔筛片、中筛孔筛片和小筛孔筛片均设置在同一倾斜面内，所述倾斜面与锅炉煤斗相邻的一端高于该倾斜面远离所述锅炉煤斗的一端，燃煤输送装置的前端通过过渡管与炉前筛分分选装置的进料腔连通，小颗粒煤斗的出料口和中颗粒煤斗的出料口均与螺旋物料输送机的入料口连通，螺旋物料输送机的出料口一端高于螺旋物料输送机的入料口一端，螺旋物料输送机的出料口与锅炉煤斗连通，锅炉煤斗的出煤口与锅炉的进煤口连通，大颗粒煤斗的出料口与固定床气化炉连通，固定床气化炉的气化气出口经风机及气化气管路与气化气喷头连通，助燃空气管路与所述气化气喷头连通，所述气化气喷头设置在锅炉的炉膛内。

本发明的有益效果是：一、采用炉前筛分分选装置将入炉煤进行粒度分类。依据《链条锅炉用煤技术条件》GB/T18342-2009，对于块煤：分为<6mm、6-15mm、15-25m三类，对于混煤：分为<6mm、6-20mm、20-50m三类。依次定义为小、中、大三类粒径。将中、小两类颗粒送入锅炉原有的锅炉煤斗内，再由锅炉煤斗给入炉膛燃烧。将大颗粒煤送入固定床气化炉内气化，送入炉膛内的煤粒径跨度范围缩小，有利于提高锅炉内燃烧的稳定性和均匀性，进而提高燃烧效率，降低固体不完全燃烧损失。大颗粒煤送入固定床气化炉内，有利于降低气化炉内流动阻力，减轻结焦的可能性。二、气化气的主要成分为CO、CH₄、H₂等，将气化气送入锅炉炉膛内的上方适宜位置燃烧，可实现对下部层燃燃烧产生的NO部分还原。反应机理如下：

CO+NO→N₂+CO₂

CH₄+NO→N₂+CO₂+H₂O

H₂+NO→N₂+H₂O

三、气化气的燃烧可以提高炉膛空间的温度水平，增加了炉膛受热面的吸热量，根据气化气给入比例的不同，可以提高锅炉供热（蒸发能力）3-10%。通过布置适宜的燃尽风（助燃空气），可以实现对气体不完全燃烧损失的有效降低。四、本发明的设备能够实现层燃锅炉低NOx排放，本发明适用于各类层状燃烧的装置及设备。通过本设备的运行可以降低NOx排放30-50%以上，锅炉燃烧效率提高0.5-1%，锅炉供热（蒸发）能力提高3-10%。