[发明专利]生物质气化气在燃煤锅炉中的应用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉环保技术领域，特别是生物质气化气在燃煤锅炉中的应用工艺。

背景技术

燃料燃烧排放的污染物是大气污染物的主要部分，其中燃烧产生的NOx是引起酸雨的主要成分之一,其所引发的环境问题已不容乐观，而燃煤过程是NOx的主要来源之一。我国是煤炭大国，煤炭在一次能源消费中占有很大的比例，并且在最近的几十年这种能源结构可能不会发生改变。经济的快速增长是以能源的巨大消耗为代价，我国的NOx总排放量从2000年的12.1×106t到2005年的19.1×106t，年增长率为10％，因此降低NOx的排放已经是刻不容缓。“十二五”规划也是把降低氮氧化物的排放作为改善大气环境质量的重中之重。

对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。NOx的生成及破坏与以下因素有关：(1)煤的燃烧方式、燃烧工况，其生产量依赖于燃烧温度水平；(2)煤种特性，；(3)炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和C_nH_n的含量；(4)燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。降低NOx排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用NOx低燃烧器以及通过燃烧优化调整，有效控制NOx的产生，从源头减少NOx生成量；二级脱氮技术则是尽可能减少已生成NOx的排放。若能将这两种技术相结合，则能进一步降低烟气中的NOx含量。

发明内容

本发明提供了生物质气化气在燃煤锅炉中的应用工艺，可有效控制NOx的产生，且能进一步减少已生成NOx的排放。

为实现上述目的，本发明的技术方案为:

一种生物质气化气在燃煤锅炉中的应用工艺，包括以下步骤：

步骤1：从锅炉炉膛底部鼓入一次风，一次风由鼓风机鼓入的空气及烟囱回用的烟气组成；

步骤2：在锅炉炉壁二次风入口的上部和下部，分别布置有生物质气化气喷口；在锅炉的主燃烧区，二次风与煤粉混合后进行高温燃烧，从生物质气化气喷口喷入生物质气化气，且使生物质气化气形成旋流，高温燃烧的煤粉与生物质气化气混合，使生物质气化气与主燃烧区中已形成的N₂O发生反应；在生物质气化气的旋流作用下，煤粉受进一步冲击去除其表面的灰分，从而与二次风混合实现再燃烧；

步骤3：在锅炉的燃尽区鼓入三次风，三次风由鼓风机鼓入的空气及烟囱回用的烟气组成；

步骤4：锅炉燃烧产生的烟气从锅炉炉膛顶部进入旋风分离器，经旋风分离器进行气固分离，分离的气体从旋风分离器顶部排出，出口处设有喷枪，喷枪喷入还原剂将烟气中的NO_X还原为N₂。

进一步的，所述生物质气化气的成分包括C_nH_n、H₂和CO，其中，CH₄占生物质气化气50％以上。

进一步的，所述步骤1中，空气与烟气混合，混合气的含氧浓度为16～20％。

优选的，布置在二次风入口下部的生物质气化气喷口，喷入生物质气化气的流速为45～50m/s。

优选的，布置在二次风入口上部的生物质气化气喷口，喷入生物质气化气的流速为55～60m/s。

进一步的，在锅炉炉壁二次风入口的上部和下部，各设置有一圈生物质气化气喷口组，每圈生物质气化气喷口组均包括等距设置的若干个生物质气化气喷口。

优选的，上圈生物质气化气喷口与炉壁所形成的喷射角度为75～85°，下圈生物质气化气喷口与炉壁所形成的喷射角度为65～75°；更优选的，所述锅炉炉壁的内侧，设有与气化气喷口一一对应排列的旋流板，旋流板与炉壁所形成的角度与对应的生物质气化气喷口相同。

优选的，所述一次风的供氧量为燃料燃烧需氧量的16～20％；二次风的供氧量为燃料燃烧需氧量的75～78％；三次风的供氧量为燃料燃烧需氧量的2～9％

本发明具有以下优点：

(1)利用烟囱烟气循环再燃烧，能充分利用烟气的热能，提高锅炉的燃烧效率，达到节能的目的；

(2)利用农林废弃物制备的生物质气化气，灰分含量低，为锅炉提供了理想的再燃原料，生物质气化气的加入，将已生成的NOx还原为N₂，另外，还可使未燃烧的煤粉在生物质气化气的旋流作用下，增大了与氧气接触的几率，从而在缺氧氛围中进行再燃烧，有效抑制了燃料中析出的N转化为NO_X；

(3)在旋风分离器的气体出口管处设置有喷枪喷入还原剂，进一步减少已生成NOx的排放。