[发明专利]返混自预热燃烧的锅炉系统、煤粉自预热燃烧方法

说明书

本发明涉及一种锅炉系统，包括炉膛和煤粉自热式燃烧器。所述煤粉自热式燃烧器包括预热室、返混装置、高温燃料连通管和燃料喷口。所述预热室形成内部空腔且底部设置有送粉风入口。所述返混装置包括气固分离器和料腿，所述气固分离器的入口位于预热室上部而与预热室的内部空腔相通，所述料腿与气固分离器的下部相通且向下延伸，所述料腿适于形成料封。所述连通管的一端与所述气固分离器的出口相通。所述燃料喷口与所述连通管的另一端连通。通过料腿的出口进入预热室的内部空间的煤粉适于加热由送粉风入口送入的煤粉；且所述燃料喷口适于将燃料喷入到所述炉膛内。本发明还涉及一种煤粉的自预热燃烧方法。

技术领域

本发明的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及一种自预热燃烧的锅炉系统，一种煤粉自预热燃烧方法。

背景技术

煤炭是中国主要能源和重要的化工原料。煤炭燃烧发电是煤炭作为一次能源利用的主要方式，煤炭热解或者气化制合成气和油品是煤炭作为化工原料以及清洁高效转化的重要方式。但是煤炭在利用过程中，均存在二次污染问题。比如煤粉燃烧过程中产生的氮氧化物是形成雾霾的主要污染物之一，对环境的危害较大；煤炭在热解或气化转化过程中产生大量挥发分含量较低，热值较低的残渣(又称热解半焦和气化残炭)，这类残渣处理不当，一方面危害环境，另一方面大大降低煤炭的利用率。

因此，在中国煤炭利用技术已基本成熟的现状下，仍然有二次污染，包括气体污染物和固体污染物，未充分控制和解决等问题。

发明内容

为缓解或解决上述问题中的至少一个方面，提出本发明。

本发明将粉体燃料的燃烧强制分成燃料预热和组织燃烧两个阶段，粉体燃料先通过自预热达到一定温度，然后再进行燃烧，此种预热强化燃烧的方法将实现粉体燃料的稳定高效燃烧，燃烧后烟气中氮氧化物排放远低于传统燃烧方法。同时，能够实现超低挥发分碳基燃料的高效清洁燃烧。在燃料预热阶段，使用了内置返混装置的预热室。

根据本发明的实施例的一个方面，本发明提出一种锅炉系统，包括炉膛和煤粉自热式燃烧器，所述煤粉自热式燃烧器包括：

预热室，所述预热室形成内部空腔且底部设置有送粉风入口；

返混装置，设置于所述预热室的内部空腔，所述返混装置包括：

气固分离器，所述气固分离器的入口位于预热室上部而与预热室的内部空腔相通；和

料腿，所述料腿与气固分离器的下部相通且向下延伸，所述料腿适于形成料封；

高温燃料连通管，所述连通管的一端与所述气固分离器的出口相通；和

燃料喷口，与所述连通管的另一端连通，

其中：

通过料腿的出口进入预热室的内部空间的煤粉适于加热由送粉风入口送入的煤粉；

所述燃料喷口适于将燃料喷入到所述炉膛内。

可选的，所述燃料喷口与在径向方向上依次设置在其外侧的内二次风喷口和外二次风喷口一起构成同轴射流多通道喷口。

可选的，所述锅炉系统还包括燃烧器控制装置，用于控制或者调整给煤量、送粉风量、内二次风量、外二次风量中的至少一种。

可选的，预热室的送粉风入口与制粉系统连通。

可选的，所述锅炉系统还包括第二燃烧器，用于向炉膛内喷入燃料。

可选的，所述锅炉系统还包括烟气再循环管道，用于引出燃烧烟气作为再循环烟气，所述再循环烟气作为送粉风的一部分和/或自所述燃料喷口喷入炉膛内的燃料的助燃风的一部分。

可选的，所述预热室为筒体和/或所述返混装置为水冷结构或者由耐火耐磨材料制成。