[实用新型]扼制氮氧化物生成的七区段燃烧炉膛结构

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤工业锅炉技术领域，具体地说是一种能扼制氮氧化物生成的七区段燃烧炉膛结构。

背景技术

李克强总理在政府工作报告中提出了向雾霾宣战的要求。而燃煤工业锅炉是目前我国主要大气污染源之一，要减少雾霾，必须尽快地拿出治理方案并加紧进行治理。

中小型工业锅炉中的层燃结构，利用燃料在炉膛内燃烧，释放大量的热并生成二氧化碳。煤碳从进入炉膛到燃烧完毕，一般要经历四个阶段：①水分蒸发干燥。当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发。②挥发份着火阶段。煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧，挥发物燃烧速度快，一般只为煤整个燃烧时间的1/10左右。③焦碳燃烧阶段。煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量。煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段。④燃烬阶段。这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低锅炉热损失，提高效率。良好的燃烧必须具备三个条件：1、温度。温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。层燃炉温度通常在1100--1300℃。2、空气。空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触愈好，燃烧就愈快。3、时间。要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。

在碳燃烧释放热量的过程中，不仅生成二氧化碳，而且在氧化氛围和高温的条件下，空气中的氮气与氧气氧化生成氮氧化物-NO_x，如N₂+20₂=2NO₂ 、N₂+O₂=2NO。

NO、NO₂通常称为氮氧化物-NO_x，温度越高--1350℃以上、氧化氛围越强，生成的氮氧化物越多。氮氧化物的排放是锅炉燃烧后的主要污染源。而氮氧化物一旦生成，处理难度和处理成本都很大，那么，如何抑制氮氧化物的生成，减少氮氧化物的排放，是目前燃煤工业锅炉的一个主要污染控制项目。

发明内容

本发明是根据碳和氮气燃烧特性及生成条件，利用氮气必须在高温和氧化环境下才能生成氮氧化物的特殊特性，在炉膛内的前拱与后拱之间特制一 “┐”形中拱，设计成特殊的七区段燃烧炉膛结构，把炉膛分成三个区域七个区段并赋予不同的功能，使之在不同的区段通过控制不同的风量和温度，从而达到扼制氮氧化物-NO_x 的生成量，实现减少污染排放的目的。本发明技术将氮氧化物-NO_x生成后处理变为生成前处理，以简单的方式扼制了氮氧化物-NO_x的生成，达到燃煤工业锅炉洁净燃烧的目的。

本发明所采取的技术方案是：在炉膛内的前拱与后拱之间特制一 “┐”形中拱，“┐”形中拱的下部有一垂直向下的直墙，直墙与炉排上煤层之间有空档，形成CO后出口；“┐”形中拱的上部横向向前倾斜，把炉膛分为前、后、上三个区域；在前区域，前拱、“┐”形中拱与炉排之间形成煤炭干燥段、挥发份着火段、碳燃烧段及CO积聚区；在后区域，后拱、“┐”形中拱与炉排之间形成燃烬段和过氧区；在上区域，前拱、后拱与“┐”形中拱组成 CO燃烧区。 

所述的“┐”形中拱的前端出口高度比前拱的出口高度低，从而形成CO前出口，“┐”形中拱的后端上部比后拱的出口低，比后拱的后端高。

本发明与原技术相比，一是本发明在传统的燃煤工业锅炉炉膛内的前拱与后拱之间特制一“┐”形中拱，把炉膛分为三个区域，改原四段燃烧为七区段燃烧，使燃烧更为充分，利用率也就越高。

二是在燃烧过程中能有效控制氮氧化物的生成条件，从而扼制氮氧化物的生成量，减少燃煤工业锅炉的污染排放，以减少雾霾天气的生成条件，实现燃煤工业锅炉洁净燃烧的目的，有效提升社会效益。

三是通过对炉膛结构的改造，把氮氧化物生成后处理变为生成前处理，以简单的方式扼制了氮氧化物的生成，这种化繁为简的方式不仅降低了氮氧化物的处理难度，还提升了处理效果，同时还能通过避免氮氧化物生成后处理而节约大量的人力、物力及设备投资，具有明显的经济效益。

附图说明

图1为本发明炉膛结构示意图。