[发明专利]一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统及方法

权利要求书

1.一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，包括：贫氧燃烧室(1)和CO催化氧化装置(6)；

贫氧燃烧室(1)的内部含有空腔，贫氧燃烧室(1)的上端设置有烟气出口(13)；贫氧燃烧室(1)的下部侧壁上设有若干一次风进口(10)；一次风进口(10)与贫氧燃烧室(1)的内部的空腔相连通；此处过量空气系数小于1，送入的煤粉在此处贫氧燃烧；

贫氧燃烧室(1)的烟气出口(13)下游布置有二次燃烧室(3)；二次燃烧室(3)设置有烟气入口、烟气出口和若干第一高温空气入口(15)，二次燃烧室(3)的烟气入口与贫氧燃烧室(1)的烟气出口(13)相连通；

二次燃烧室(3)的烟气出口下游布置有补风室(5)；补风室(5)设置有烟气入口、烟气出口和若干第二高温空气入口(16)，补风室(5)的烟气入口与二次燃烧室(3)的烟气出口相连通；

补风室(5)的烟气出口下游布置有CO催化氧化装置(6)，此处过量空气系数为1～1.05；CO催化氧化装置(6)设置有烟气入口、烟气出口，CO催化氧化装置的烟气入口与补风室(5)的烟气出口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，贫氧燃烧室(1)的烟气出口(13)上部连通有第一竖直烟道；第一竖直烟道中从下至上布置有对流受热面(2)和二次燃烧室(3)；第一竖直烟道的出口连接有水平烟道，水平烟道中布置有对流受热面(4)；水平烟道的出口连通向下设置的第二竖直烟道，第二竖直烟道中从上至下依次布置有补风室(5)、CO催化氧化装置(6)、省煤器(7)、空气预热器(8)及排烟口(9)。

3.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，贫氧燃烧室(1)的底部设有熔融渣池(14)；熔融渣池(14)的下端设置有液态排渣口(11)；贫氧燃烧室(1)的空腔内部铺设卫燃带(12)构成绝热环境。

4.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，贫氧燃烧室(1)的内部的空腔为圆柱形，一次风进口(10)的数量为四个，每个一次风进口(10)均设置于贫氧燃烧室(1)的靠近下端的侧壁上，四个一次风进口(10)均与贫氧燃烧室(1)内部空腔的中心轴线成一定夹角，使煤在贫氧燃烧室(1)内形成旋风燃烧。

5.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，二次燃烧室(3)的若干第一高温空气入口(15)上下分层布置；补风室(5)的若干第二高温空气入口(16)上下分层布置。

6.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，CO催化氧化装置(6)内CO催化剂采用CeO₂气凝胶担载CuO催化剂。

7.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，二次燃烧室(3)内保持过量空气系数小于1，但大于贫氧燃烧室(1)内过量空气系数。

8.根据权利要求7所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，在贫氧燃烧室(1)内保持过量空气系数为0.7～0.8；二次燃烧室(3)内保持过量空气系数为0.9。

9.根据权利要求1所述的一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统，其特征在于，贫氧燃烧室(1)是非熔渣燃烧室或流化床燃烧室。

10.一种熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧方法，其特征在于，基于权利要求1至9中任一项所述的熔渣贫氧燃烧催化氧化的分级燃烧锅炉系统；包括以下步骤：

步骤A，煤粉、水和空气经一次风进口进入贫氧燃烧室的内部的空腔，采用旋风燃烧方式，在空腔的下部形成高温燃烧气化区，在高温燃烧气化区内保持过量空气系数小于1，维持反应为贫氧燃烧氛围；

步骤B，燃烧产生的煤渣在旋转气流的作用下，甩到贫氧燃烧室的内壁面上，而后流入底部熔融渣池(14)，熔渣量累积一定程度后经冷却从排渣口(11)排出；未完全燃烧的高温烟气上行经烟气出口(13)排出，通过稀疏布置的对流受热面(2)冷却，冷却后的烟气进入二次燃烧室；

步骤C，在二次燃烧室(3)中，由第一高温空气入口(15)分层均匀通入空气，经冷却的烟气在二次燃烧室(3)中继续燃烧，二次燃烧室(3)中过量空气系数约为0.9；

步骤D，二次燃烧后的烟气通过对流受热面(4)进行换热后，进入补风室(5)，补风室(5)由第二高温空气入口(16)分层均匀通入空气；

步骤E，混合气体进入CO催化氧化装置(6)，CO催化氧化装置(6)中过量空气系数为1～1.05，在CO催化氧化装置(6)中未完全燃烧的烟气中的CO被全部氧化，而后烟气流经省煤器(7)与空气预热器(8)，温度降低至排烟温度后从排烟口(9)排出。