[发明专利]降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法和燃烧装置

说明书

本发明涉及一种降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法及装置，该方法包括步骤：提供依次相连的循环流化床主燃烧室、气固分离器和返料器，以及连接于气固分离器之后的后燃烧室；向主燃烧室内通入燃料和少于理论燃烧空气量的燃烧用风，使燃料在由主燃烧室、气固分离器、返料器组成的循环回路中进行不完全燃烧而产生半焦和一氧化碳，主燃烧室通入的燃烧用风占理论燃烧空气量的百分比大致等于燃料在循环回路完成的燃烧份额；以及向后燃烧室内通入附加燃烧用风，使来自气固分离器的气体出口的半焦和一氧化碳完全燃烧，在燃烧回路中完成80‑90％的燃烧份额，在后燃室中完成10‑20％的燃烧份额，且主燃烧室内的燃烧温度在1000‑1100℃的范围内。

技术领域

本发明的实施例涉及降低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法和燃烧装置。

背景技术

我国能源结构以煤为主，燃煤产生大量的氮氧化物气体是主要大气的污染物之一。其中，控制火电厂燃煤锅炉的氮氧化物排放至关重要。

循环流化床锅炉由于采用低温燃烧和二次风分级布置方式，锅炉原始氮氧化物排放浓度多在150mg/Nm³-250 mg/Nm³之间，低于使用相同燃料的煤粉锅炉。随着国家《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)颁布实施，对现有循环流化床锅炉的氮氧化物排放限值为200mg/Nm³，对新建锅炉则执行100mg/Nm³的排放标准，因此，循环流化床锅炉须进一步降低氮氧化物排放。

为了控制循环流化床锅炉的氮氧化物的生成，现有技术通常采用降低燃烧室内燃烧温度、采用低过量空气系数燃烧以及通过燃烧室配风延长还原区停留时间等手段。

采用降低燃烧室内燃烧温度和低过量空气系数燃烧的技术方案，在很大程度上影响了燃料的充分燃烧，增加了锅炉的气体不完全燃烧和固体不完全燃烧损失。通过燃烧室配风延长还原区停留时间的技术方案，主要是提高二次风高度，甚至在二次风上再增加一层燃尽风，在同一个燃烧室内随着空气分级程度加大，受燃烧室高度限制，燃尽时间大大缩短，烟气中飞灰含碳量和CO浓度增加，这同样也导致不完全燃烧损失增加，对于锅炉的经济运行造成不利影响。

中国专利申请201310723729.7公开了一种循环流化床锅炉低氮氧化物排放的燃烧方法，通过降低一次风量和二次风量使烟气氧量保持在2％至3％之间，即保持低氧量运行，同时增加二次风层数、提高二次风喷口高度延长还原区停留时间。但燃烧室内较高的二次风管布置方式，会加速二次风口周围水冷壁管的磨损，影响锅炉的安全运行。

中国专利申请201310539752.0公开了一种循环流化床锅炉多重分级高效低氮燃烧方法及燃烧系统，将燃烧空气分别经相应入口送入燃烧室，将炉膛分为欠氧燃烧、还原、氧化燃烧和燃尽区，分别控制各区域的过量空气系数，使燃料在燃烧室内分散均匀燃烧降低氮氧化物的生成。但是，在同一个燃烧室内进行多重分级，很难真正实现各区域的分区燃烧；同时受燃烧室高度的限制，过高的二次风管布置方式，会使燃料燃尽时间缩短，导致锅炉飞灰含碳量及烟气中可燃气体浓度升高，降低锅炉效率。

这些技术虽然对于控制循环流化床锅炉氮氧化物排放起到了一定的作用，但仍然很难达到日趋严格的循环流化床锅炉氮氧化物排放标准，有的甚至还对锅炉的安全经济运行造成不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现超低氮氧化物排放的循环流化床燃烧方法，适用于煤及其它含氮燃料的燃烧。