[发明专利]一种碳基固体燃料化工多联产耦合低NOx混燃的系统及方法

说明书

一种碳基固体燃料化工多联产耦合低NO_x混燃的系统及方法。本发明对半焦，气化飞灰和烟煤在链条炉中进行混燃，通过风力抛煤在炉内形成烟煤在下，低挥发分碳基燃料在上的形式；此外，还利用高热值的焦炉煤气助燃半焦和气化飞灰，有效解决半焦和气化飞灰难燃且燃尽性能差的问题。将炼焦炉的干熄焦余热进行梯级利用，首先为煤中低温干馏制取半焦提供热量，然后依次为一次风、二次风和焦炉煤气预热，提高了工业生产的效率。将炼焦炉，干馏炉和链条炉三者进行耦合，实现了焦炭，焦炉煤气，焦油，半焦和蒸汽的化工多联产。本发明通过优化配风，在锅炉中形成富氧主燃区，贫氧还原区和再燃区以及纯氧燃尽区，实现低挥发分碳基燃料在工业锅炉中的高效清洁利用。

技术领域

本发明属于煤炭清洁利用领域，特别涉及一种碳基固体燃料化工多联产耦合低NO_x混燃的系统及方法。

背景技术

随着我国低阶煤分级转化产业的不断发展，每年会产生数千万吨的半焦和气化飞灰。半焦是煤在中低温干馏下的产物，作为碳基固体燃料，具有灰分含量高和挥发分含量低等特点，导致其着火燃尽性能差且燃尽时NO_x排放高。块状半焦可以作为化工产品收集，而粉状半焦难以在化工产业中利用，所以在锅炉中进行燃烧利用。气化飞灰是一种挥发分含量低但是含碳量较高的固体废弃物，所以也可以在锅炉中进行燃烧利用。但是二者着火稳燃困难，因此选择与烟煤进行掺烧。工业锅炉的燃煤量占我国总燃煤量约35％，其中链条炉由于其生产技术最为成熟被广泛应用于生产，那么如何实现半焦、气化飞灰和烟煤在链条炉中的高效清洁利用是如今亟待解决的问题。

在煤高温热解生产焦炭的过程中会产生大量的焦炉煤气，其主要成分为CH₄和H₂等可燃气体，因此焦炉煤气具有较高的热值，可以在锅炉中进行燃烧利用。但是在焦炭的实际生产过程中，大量的焦炉煤气还是无法得到有效利用，所以会处理后排空，对环境造成了一定的污染。但是如果利用焦炉煤气助燃半焦和气化飞灰，不仅可以促进半焦和气化飞灰着火，也可以充分利用过量的焦炉煤气。此外，焦炭和半焦的生产过程中会产生大量的干熄焦余热，如果将这部分热量进行梯级利用，在提高热量利用率的同时也会大幅度提高工业生产的效率。

发明内容

本发明提供了一种碳基固体燃料化工多联产耦合低NO_x混燃的系统及方法。本发明对半焦，气化飞灰和烟煤在链条炉中进行混燃，通过风力抛煤在炉内形成烟煤在下，低挥发分碳基燃料在上的形式；此外，还利用高热值的焦炉煤气助燃半焦和气化飞灰，有效地解决了半焦和气化飞灰难燃且燃尽性能差的问题。将炼焦炉的干熄焦余热进行梯级利用，首先为煤中低温干馏制取半焦提供热量，然后依次为一次风、二次风和焦炉煤气预热，提高了工业生产的效率。将炼焦炉，干馏炉和链条炉三者进行耦合，实现了焦炭，焦炉煤气，焦油，半焦和蒸汽的化工多联产。通过优化配风，在锅炉中形成富氧主燃区，贫氧还原区和再燃区以及纯氧燃尽区，实现了低挥发分碳基燃料在工业锅炉中的高效清洁利用。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种碳基固体燃料化工多联产耦合低NO_x混燃的系统，包括炼焦炉，静电除尘器，吸附装置，脱硫装置，换热器，焦炉煤气预热器，干馏炉，旋风分离器，磨煤机，第一管式预热器，第一储煤仓，第一风粉混合器，炉排，一次风风仓，前拱，后拱，二次风喷口，第一风力抛煤机，再燃气喷口，燃尽风喷口，空气预热器，稳压风仓，膜式空分机，风机，SCR装置，第二管式预热器，第二储煤仓，第二风粉混合器，第二风力抛煤机，锅炉本体，以及自下而上布置在锅炉本体内的主燃区、还原区、再燃区和燃尽区；其中，

炉排和一次风风仓设置在锅炉本体的炉膛入口处，SCR装置和空气预热器设置在锅炉本体的尾气烟道内；二次风喷口设置在锅炉本体靠近还原区的前拱处，第一风力抛煤机和第二风力抛煤机均设置在锅炉本体靠近还原区的后拱处，再燃气喷口设置在锅炉本体的再燃区处，燃尽风喷口设置在锅炉本体的燃尽区处；