[发明专利]一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置和方法

说明书

本发明一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置和方法，通过旋转式热解板达到热解气和焦炭分离的目的，结构简单，分离效率高。所述装置，包括锅炉，热解筒，同轴转动设置在热解筒内的热解板，以及设置在热解筒上部的给粉装置；所述的热解板水平布置，且间歇性绕中心轴翻转；热解板将热解筒分隔为上部的预热解室和下部的焦炭室；预热解室的前端设置有用于提供热解气氛的混气室，后端连通设置热解气喷嘴；焦炭室的前端设置一次风管，后端连通设置焦炭喷嘴；所述锅炉炉膛的还原区设置热解气喷嘴，燃尽区设置控制喷嘴，主燃区设置焦炭喷嘴；炉膛出口烟气经烟气再循环管路连接混气室的输入端，混气室的输入端还设置有中心一次风管路和天然气管路。

技术领域

本发明属于热能与动力工程技术领域的燃烧装置，涉及能源清洁利用装置，具体为一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置和方法。

背景技术

我国富煤贫油少气的能源格局决定了我国以煤为主的能源利用现状，我国又是一个工业大国，电力、钢铁、冶金等行业都以燃煤为主，而煤炭燃烧产生的氮氧化物会带来光化学烟雾等环保问题，控制氮氧化物排放已成为燃眉之急，亟待研发出低氮高效的煤粉燃烧装置。

专利【CN 101761920 B】通过将炉膛出口的高温烟气直接引入热解反应器为热解过程提供热解热源，该发明存在以下问题：当锅炉负荷较低时，炉膛出口烟温不足以提供热解所需热量时，再没有其他热源作为补充；当燃用挥发分较低的无烟煤等煤种时，热解反应器无法提供足够的热解气还原主燃区生成的氮氧化物时，亦没有其他还原性气体作为补充，最终导致氮氧化物生成量偏高。该发明无法根据运行负荷和煤种的变化来调节热解温度，灵活性较差。

专利【CN 103697469 A】直接通过燃气燃烧作为热解热源，基本实现了热解与燃烧过程的解耦，与专利【CN 101761920 B】相比，热解温度不受锅炉运行负荷和煤种等因素的限制，提高了灵活性，但燃气价格昂贵，如果热解过程所需热量完全依靠燃气燃烧来提供，势必大幅增加运行费用。

煤粉燃烧过程中主要为挥发分和固定碳在起作用，而挥发分在热解过程中会以热解气的形式释放出来，煤粉燃烧时以燃料型NOx为主要成分，而热解气会在热解过程中将一部分氮元素以HCN和NH₃的形式带出，其次将还原性较强的热解气送入还原区将部分NOx还原为N2，可以显著降低燃料型NOx的生成。传统热解装置都是通过旋风分离器将热解气和焦炭分离，结构复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置和方法，通过旋转式热解板达到热解气和焦炭分离的目的，结构简单，分离效率高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置，包括锅炉，热解筒，同轴转动设置在热解筒内的热解板，以及设置在热解筒上部的给粉装置；

所述的热解板水平布置，且间歇性绕中心轴翻转；热解板将热解筒分隔为上部的预热解室和下部的焦炭室；预热解室的前端设置有用于提供热解气氛的混气室，后端连通设置热解气喷嘴；焦炭室的前端设置一次风管，后端连通设置焦炭喷嘴；

所述锅炉炉膛的还原区设置热解气喷嘴，燃尽区设置控制喷嘴，主燃区设置焦炭喷嘴；炉膛出口烟气经烟气再循环管路连接混气室的输入端，混气室的输入端还设置有中心一次风管路和天然气管路。

优选的，所述的给粉装置包括依次设置的煤斗、给粉机、给粉管道和拨煤机，拨煤机靠近混合气室的一侧设置。

进一步，所述的给粉机设置有反馈控制装置，反馈控制装置用于实时接收煤种热解特性、炉膛出口氮氧化物含量和运行负荷参数，并根据接收到的参数计算给煤量控制给粉机。

优选的，所述的热解板呈板状设置，采用刚玉制成；热解板两端安装有轴承，并与设置在热解筒外的驱动装置连接。