[发明专利]一种烟气再循环及超细煤粉分级气化低NOx燃烧系统

说明书

本发明公开了一种烟气再循环及超细煤粉分级气化低NOx燃烧系统，属于热能与动力工程技术领域，涉及一种煤粉分级燃烧及环保系统，包括用于处理煤粉的炉膛，炉膛自下而上分为气化炉膛和燃烧炉膛，燃烧炉膛包括燃烧区和燃尽区；气化炉膛壁面开设有一次燃料气化喷口，燃烧区壁面设有用于二次煤粉进入炉膛的二次燃料燃烧喷口，燃尽区壁面开设有顶部燃尽风喷；在燃尽区尾部连接设置有烟道，烟道尾部开设有烟气出口，烟气出口与烟气管道相连，烟道内的烟气经烟气管道通过炉膛侧壁的循环烟气喷口进入炉膛内部，循环烟气喷口处设置有用于控制流量的烟气蝶阀，通过分级气化与燃烧技术，以及烟气再循环技术，保证煤粉燃烧效率，并降低NOx生成。

【技术领域】

本发明属于热能与动力工程技术领域，涉及一种煤粉分级燃烧及环保系统，尤其是一种烟气再循环及超细煤粉分级气化低NOx燃烧系统。

【背景技术】

氮氧化物是造成酸雨、温室效应以及光化学烟雾的主要根源，严重影响了人们的生活环境，成为关注的焦点。NO_X排放总量在2014年已达到2078万t，其中近一半来自于火电厂。为此《煤电节能减排升级与改造行动计划》提出，我国东部、中部与西部地区新建燃煤发电机组NOx排放浓度应分别基本达到、原则上接近或达到、鼓励达到燃气轮机组排放限值(即基准氧含量6％时，NOx排放浓度不高于50mg/m3)。

电站燃煤锅炉的NO_X主要分燃料型、热力型和快速型3种类型：燃料型NO_X主要是由空气中的氧与燃料中含氮的有机物燃烧反应而生成的，受温度的影响比较小，空气与燃料的混合比(空燃比)对其影响较大；热力型NO_X是由高温下空气中的N₂被氧化而生成的，其受温度的影响最大，当炉内的温度低于1500℃时生成量极少，但当温度大于1500℃时，每升高约100℃，反应速率会增加6-7倍；快速型NO_X主要由周围的氧与煤燃烧生成的中间产物HCN和N，在高温下以极快的反应速率生成的，其生成量受环境中含氧量影响较大。目前国内外燃煤电厂降低NO_X排放的主要技术包括空气分级燃烧技术和尾部的烟气SCR脱硝技术，尾部烟气SCR脱硝技术一般对NO_X的脱除效率能达到80％以上，但是投资费用太高。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种烟气再循环及超细煤粉分级气化低NOx燃烧系统。通过分级气化与燃烧技术，以及烟气再循环技术保证煤粉燃烧效率，并降低NOx生成。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种烟气再循环及超细煤粉分级气化低NOx燃烧系统，包括用于处理煤粉的炉膛，炉膛自下而上分为气化炉膛和燃烧炉膛，燃烧炉膛包括燃烧区和燃尽区；气化炉膛壁面开设有一次燃料气化喷口，燃烧区壁面设有用于二次煤粉进入炉膛的二次燃料燃烧喷口，燃尽区壁面开设有顶部燃尽风喷口；在燃尽区尾部连接设置有烟道，烟道尾部开设有烟气出口，烟气出口与烟气管道相连，烟道内的烟气经烟气管道通过炉膛侧壁的循环烟气喷口进入炉膛内部，循环烟气喷口处设置有用于控制流量的烟气蝶阀。

本发明进一步的改进在于：

气化炉膛上部直径较下部缩小，使壁面处烟气流动受到阻碍形成回流。

气化炉膛内壁设有维持温度的耐火层。

顶部燃尽风喷口在燃尽区壁面自下而上多层布置。

烟气管道分为两条支路，一路将烟道中的烟气通过循环烟气喷口送至燃烧炉膛，另一路将烟气送至气化炉膛。

一次燃料气化喷口按照四角切圆燃烧方式布置于气化炉膛。

燃烧炉膛内的过量空气系数为0.8-0.9。

由循环烟气喷口进入炉膛内的烟气占烟道内烟气总量的15-30％。