[发明专利]一种适用于低挥发分燃料掺烧生物质的低NOx

说明书

本发明公开了一种适用于低挥发分燃料掺烧生物质的低NO_x燃烧系统，其包括：生物质燃料主仓、干燥器、热解炉、生物质焦仓、锅炉、烟气混合器、煤粉燃烧器和气体燃烧器。本发明的有益之处在于：(1)采用生物质热解气来点燃和稳燃低挥发分煤粉，实现了低挥发分燃料的良好着火与燃烧；(2)采用生物质焦作为再燃燃料，减少了燃烧过程中污染物NO_x的生成；(3)抽取锅炉炉膛内的高温烟气作为热解炉的加热热源，并利用离开热解炉的烟气干燥生物质燃料，实现了烟气热量的合理利用；(4)使用离开干燥器的烟气输送生物质焦进入炉膛进行再燃还原NO_x，由于烟气中氧气浓度较低，与空气相比具有一定惰性，进而提高了再燃脱硝的效果。

技术领域

本发明涉及一种燃烧系统，具体涉及一种适用于低挥发分燃料(如贫煤、无烟煤、兰炭、半焦等)掺烧生物质的低NO_x燃烧系统，属于热能工程技术领域。

背景技术

生物质燃料具有含水量高、组分复杂、能量密度低、分布较散的特点。大力发展生物质能对改善世界一次能源结构、缓解能源供需矛盾、减少温室气体排放和保护生态环境等方面都具有重大意义。在燃煤锅炉中掺烧一定比例的生物质，可以通过改变煤与生物质的比例来调节因为生物质燃料地域性波动、季节性波动和生物质成分差异而产生的影响。因此采用燃煤锅炉掺烧生物质是高效利用生物质资源的有效途径。

低挥发分燃料，如贫煤、无烟煤、兰炭、半焦等，由于挥发分含量低，送入炉内后着火燃烧困难，如何点火稳燃已成为限制低挥发分燃料燃用的主要因素。

目前，燃煤锅炉掺烧生物质燃料一般有两种技术路线：锅炉直接掺烧、先气化再送入炉内燃烧。

1、锅炉直接掺烧

对于锅炉直接掺烧，有多种技术实施方案，例如：

(1)生物质燃料在给煤机上游与煤预混，在磨煤机中与煤共同磨碎后由原送粉管道送入煤粉燃烧器中进而入炉燃烧；

(2)生物质燃料经单独破碎后，输入原磨煤机出口的送粉管道中，与煤粉混合后进入原锅炉燃烧器；

(3)生物质燃料经独立粉碎后吹入专用燃烧器中燃烧。

当锅炉燃用贫煤、无烟煤、兰炭、半焦等低挥发分燃料时，由于着火燃烧困难，所以这三种掺烧实施方案对燃烧器有较高的设计要求。然而，仅依靠燃烧器的设计改进，并不能满足生产需要。

此外，考虑到燃煤锅炉污染物NO_x的排放要求，一般均采用空气分级燃烧技术，当采用空气分级燃烧时，控制主燃区过量空气系数小于1，即燃料是在贫空气条件下着火燃烧的，这样更增大了低挥发分燃料着火燃烧的难度。

对于实施方案(3)，还有一种方法是将生物质燃料作为再燃燃料送入炉内掺烧，同时降低污染物NO_x的排放。这种掺烧方法在燃用低挥发分燃料时，不能解决着火燃烧困难的问题，并且再燃燃料一般采用空气作运输介质，减弱了再燃减排NO_x的效果。

2、先气化再送入炉内燃烧

对于先气化再送入炉内燃烧，这种方法需要为生物质燃料配备气化炉，这就增加了系统的复杂度和投资成本，另外，气化气作为再燃燃料送入炉内燃烧时，其再燃减排NO_x的效果要弱于生物质颗粒。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于低挥发分燃料掺烧生物质的低NO_x燃烧系统，该燃烧系统能够保证在掺烧生物质燃料时低挥发分燃料顺利着火与燃烧，同时可以有效地减少污染物NO_x的生成。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：