[发明专利]低氮燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及清洁燃烧的领域，尤其涉及一种低氮燃烧方法。

背景技术

燃煤锅炉是火力发电厂的主机，也是主要的NO_X排放源。目前，控制燃煤锅炉NO_X排放的技术路径，分为低氮燃烧技术和烟气脱硝技术.

现有的低氮技术在实际使用时，往往造成锅炉燃烧效率的下降。为了消除低氮燃烧造成的能效损失，而且受到气源供应和运行成本的限制。

各种低氮燃烧技术中，例如将空气分级燃烧技术用于低挥发分煤种(比如无烟煤和贫煤)时，由于燃料的燃尽性能较差，燃尽风后置使得残炭的燃尽时间大幅度下降，通常会造成飞灰含碳量大幅度升高的不良后果，造成极其严重的能源浪费和经济损失。

中国的火力发电行业，有大量燃用无烟煤或贫煤的锅炉机组，每年消耗无烟煤和贫煤2亿多吨，这些煤种的着火和燃尽性能很差，与燃用烟煤相比需要更高的炉膛温度以保证稳定着火和飞灰燃尽，造成热力型NO_X的大量生成，所以这些锅炉机组在常规燃烧方式下，烟气中的NO_X浓度皆在1000ppm以上(是烟煤锅炉的2～3倍)，造成严重的环境污染。

由于初始NO_X浓度极高，这些锅炉欲达到排放标准则需要使用庞大的烟气脱硝装置，同时消耗大量的昂贵并有毒性催化剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种低氮燃烧方法，可以降低氮氧化物的生成，而且可以实现高效的燃烧效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种低氮燃烧方法，所述方法包括：

步骤S1，利用二次风总管，向主燃烧区导入水蒸气；

步骤S2，在所述主燃烧区中，利用水煤气反应和水气变换反应生成氢气，然后利用氢气从氮氧化物中还原出氮气；

步骤S3，从二次增氢喷口向过渡区喷射二次增氢介质；

步骤S4，在所述过渡区中，利用二氧化碳的还原反应和水煤气反应再次生成氢气，然后再次利用氢气从氮氧化物中还原出氮气。

本发明低氮燃烧方法采用空气加湿与过渡区二次增氢，是一种成本低廉的能够兼顾燃烧效率和低氮燃烧的技术措施，可以在基本不增加能耗的前提下，调节烟气中C-H-O的比例，其作用相当于将低挥发份煤种转变为高挥发份煤种，使之具有类似的燃烧性能和NO_X排放性能。

附图说明

图1为本发明低氮燃烧方法所基于的低氮燃烧系统的示意图；

图2为本发明低氮燃烧方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

在典型的空气分级型低氮炉膛中燃用低挥发分煤种时，必然会造成飞灰含碳量大幅度升高，从而使得空气分级技术失去实用价值。为了解决上述问题，在常规的空气分级型低氮燃烧系统的基础上，本发明提出以空气增湿为手段增加烟气中氢元素的含量，在低氧燃烧区(主燃烧区)利用水蒸气的水煤气反应和水气变换反应，增加当地的氢气浓度，在还原NO_X的同时，使得难以燃尽的残碳和一氧化碳转变为容易燃尽的氢气，在低氧燃烧区的出口利用不含氧气但富含氢元素的气体作为搅拌射流的介质，在燃尽风之前的过渡区内对NO_X进行二次还原，过渡区内同时还有飞灰残碳二次气化和一氧化碳的二次变换，则烟气到达燃尽区时，烟气中的一氧化碳和飞灰中的残炭皆被大幅度削减，烟气中残余的可燃物主要为容易燃尽的氢气。采用以上技术措施之后，可以同时达到低氮和高效燃烧的效果。

本发明涉及一种能够大幅度降低燃煤锅炉氮氧化物(NO_X)初始浓度的低氮燃烧系统，特别是一种燃用低挥发分煤种时，在降低NO_X初始浓度的同时能够降低飞灰含碳量的低氮燃烧系统。在不升高飞灰含碳量的前提下，通过低氮燃烧技术削减烟气中NO_X的初始浓度，对燃用无烟煤和贫煤的锅炉机组具有特别重要的意义。

图1为本发明低氮燃烧方法所基于的低氮燃烧系统的示意图，如图所示，具体包括：加湿器1、二次风总管3、主燃烧区21、过渡区22、燃尽区23和二次增氢喷口4。

加湿器1用于提供水蒸气；二次风总管3与加湿器相导通，用于引导加湿器1中的水蒸气。

再如图1所示，加湿器1具有热水入口10和热水排放口11。热水入口10用于注入热水，热水排放口11用于排放无用的热水。