[发明专利]一种用于低热值燃气的超低氮燃烧系统

说明书

本发明涉及超低氮燃烧设备技术领域，具体涉及一种用于低热值燃气的超低氮燃烧系统，包括燃烧器、燃气管道、助燃风管道、蓄热稳燃室、锅炉炉膛、锅炉尾部烟道、烟囱、循环烟气管道和助燃风机；与现有技术相比，不依赖高热值燃气来点火和助燃，即可实现低热值燃气直接点火和稳定燃烧；采用分级燃烧技术，可有效抑制燃料型氮氧化物生成，将燃烧器出口的氮氧化物控制在较低水平；燃烧器出口的蓄热稳燃室布置有脱硝剂管道，使燃烧产生的NOx与喷枪喷入的脱硝剂充分混合、快速反应，可获得50‑60％的脱硝效率。该低热值燃气超低氮燃烧系统具有结构简单、布局紧凑、维护方便、投资运行成本低的特点，可长期稳定地实现超低氮氧化物排放。

技术领域

本发明涉及超低氮燃烧设备技术领域，具体涉及用于低热值燃气的超低氮燃烧系统。

背景技术

当前环保政策日趋严格，无论是燃烧天然气等高热值气体燃料，还是燃烧高炉煤气等低热值气体燃料，其烟气中的氮氧化物浓度均需满足超低排放保证，即NOx排放浓度低于50mg/Nm3、甚至低于30mg/Nm3。对于热值低于10MJ/m3的低热值燃气而言，由于其着火困难、燃烧不稳定、燃尽速度慢等原因，一般采用集中供风、富氧燃烧等手段以确保燃烧稳定性和燃尽效率，很难真正实现低氮燃烧。

目前在运行的低热值燃气燃烧器，其NOx排放浓度一般在100-150mg/Nm3左右，与超低排放标准相距较远。若采用选择性非催化还原脱硝技术在锅炉炉膛加装SNCR喷枪，由于炉内反应温度区间有限、烟气停留时间较短，脱硝剂与氮氧化物没有得到充分反应，脱硝效率只有40％左右，无法达到超低排放要求；若采用SCR选择性催化还原脱硝技术在锅炉尾部安装SCR反应器，虽然其脱硝效率高能够达到超低排放要求，但是初投资成本和运行成本都较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供了一种用于低热值燃气的超低氮燃烧系统。目的是针对高炉煤气、转炉煤气和发生炉煤气等低热值气体燃料，将低氮燃烧和选择性非催化还原脱硝集成于一体的新型燃烧系统，在保证燃烧稳定性和高燃尽效率的前提下，实现NOx排放浓度低于50mg/Nm3甚至低于30mg/Nm3的超低排放标准。

本发明的目的通过以下技术方案实现：本申请提供一种用于低热值燃气的超低氮燃烧系统，包括燃烧器、燃气管道、助燃风管道、蓄热稳燃室、锅炉炉膛、锅炉尾部烟道、烟囱、循环烟气管道和助燃风机；锅炉炉膛依次连通锅炉尾部烟道和烟囱；燃气管道和助燃风管道分别与燃烧器的进气端连通，燃烧器的出气端与蓄热稳燃室连通，蓄热稳燃室与锅炉炉膛连通；蓄热稳燃室的侧部连通设置有多个脱硝剂管道，各个脱硝剂管道均连通有脱销喷枪；助燃风机的出风口与助燃风管道连通，助燃风机的进风口分别与循环烟气管道和空气管道连通，循环烟气管道与锅炉尾部烟道连通，空气管道与大气连通。

其中，循环烟气管道设置有调节阀。

其中，燃烧器包括从内至外依次同心设置的中心燃气喷管、环形燃气喷管和燃烧器外壳，所述中心燃气喷管和环形燃气喷管为间隔设置并共同围成内二次风喷口，环形燃气喷管和燃烧器外壳之间留有间隙并围成外二次风喷口。

其中，燃气管道分别与中心燃气喷管和环形燃气喷管连通，助燃风管道分别与内二次风喷口和外二次风喷口连通。

其中，中心燃气喷管的前方安装有中心稳燃筒，中心稳燃筒与助燃风管道连通。

其中，中心燃气喷管内设置有点火枪.

其中，沿燃气喷出的方向，中心燃气喷管与蓄热稳燃室之间的距离、内二次风喷口与蓄热稳燃室之间的距离、环形燃气喷管与蓄热稳燃室之间的距离和外二次风喷口与蓄热稳燃室之间的距离逐渐缩减。

其中，蓄热稳燃室的直径取值为1.0m-4.0m。

其中，蓄热稳燃室的长度取值为0.5m-2.0m。

其中，蓄热稳燃室的内表面敷设了耐火浇筑材料。