[实用新型]煤粉预处理装置及锅炉

说明书

本实用新型涉及一种煤粉预处理装置及锅炉。其中，煤粉预处理装置包括：主反应管，其内设有耐火层和隔热层，所述隔热层设于所述耐火层的外周；风粉管，其与所述主反应管的输入端连通，用于向所述主反应管内输送风粉；输出管，其与所述主反应管的输出端连通，用于将所述主反应管内生成的反应产物输出；和，热源，用于点燃所述风粉管输送的风粉，以使所述风粉在所述主反应管内进行热解、气化反应。本实用新型在煤粉预处理装置的主反应管内设有耐火层和隔热层，能够使装置外壁温维持较低温度，实现装置整体的近零膨胀，提高运行的安全性。

技术领域

本实用新型涉及燃煤技术领域，尤其涉及一种煤粉预处理装置及锅炉。

背景技术

根据《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的要求，全国所有具备条件的燃煤电厂在2020年实现超低排放。其中，氮氧化物的排放浓度不高于50mg/m³。目前，国内大部分电厂均采用尾部SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)脱硝技术，每年需支付巨额的SCR脱硝运行维护费用，整体经济效益不佳。同时SCR脱硝系统易导致下游空气预热器的腐蚀和堵塞，影响锅炉机组的安全性。另外，SCR催化剂及氨逃逸带来的二次污染也无法有效解决。

因此，目前急需能够实现超低排放的炉内低氮燃烧技术，现有手段为通过向炉内喷入还原气体，将已生成的NOx还原为N₂，可实现NOx的超低排放。天然气再燃能有效降低NOx浓度，减排率可达70％，但运行费用太高，难以推广，如何低成本获取满足再燃份额的还原气体成为最大的难题。

常规的煤气化装置可产生足够的还原气体，但系统结构复杂，成本高。且为了使煤粉迅速热解、气化，产生大量的还原性气体，装置内部烟气的平均温度可达900℃～1500℃，同时由于设备本身缺少控温措施，容易导致内壁超温结渣，外壁膨胀。

有的常规煤气化装置通过敷设水冷壁的方式来保证钢制外壳壁温维持较低的安全温度。比如Shell气化技术的装置采用膜式水冷壁，但敷设水冷壁使得循环水系统复杂，成本高，长时间高温运行时存在水冷壁超温烧穿的风险(爆管风险)。

实用新型内容

本实用新型的至少一个目的是提出一种能够维持装置外壁较低温度的煤粉预处理装置及锅炉。

一些实施例提供了一种煤粉预处理装置，其包括：主反应管，其内设有耐火层和隔热层，所述隔热层设于所述耐火层的外周；风粉管，其与所述主反应管的输入端连通，用于向所述主反应管内输送风粉；输出管，其与所述主反应管的输出端连通，用于将所述主反应管内生成的反应产物输出；和，热源，用于点燃所述风粉管输送的风粉，以使所述风粉在所述主反应管内进行热解、气化反应。

可选地，所述耐火层采用能够承受1200℃～1700℃高温的耐火材料制成。

可选地，所述主反应管包括主管段，所述主管段的横截面面积大于所述风粉管的横截面面积。

可选地，所述主管段的横截面面积为所述风粉管的横截面面积的3～15.5倍。

可选地，所述主反应管还包括：减速段，其连接所述风粉管和所述主管段，所述减速段沿所述煤粉预处理装置的气固混合物流动方向渐扩地设置于所述风粉管的下游；和/或，加速段，其连接所述主管段和所述输出管，所述加速段沿所述煤粉预处理装置的气固混合物流动方向渐缩地设置于所述主管段的下游。

可选地，所述加速段与所述主管段同轴设置；和/或，所述减速段与所述主管段同轴设置。

可选地，所述风粉管包括弯管段，所述热源的点火源位于所述弯管段沿所述煤粉预处理装置的气固混合物流动方向的下游。

可选地，所述弯管段内设有导流板，所述导流板位于所述弯管段内的所述弯管段的内弧侧和外弧侧之间。