[实用新型]用于固体燃料烟气多级后燃烧的装置

说明书

本发明公开一种用于固体燃料烟气多级后燃烧的装置，该装置在重污染天气下仍可通过不同的转换而实现清洁燃烧、尾部废烟气清洁无味。清洁燃烧的烟气可与新鲜空气混合后直接用做谷物干燥的热风，热水和蒸汽锅炉在重污染天气时转换为单纯的燃烧状态产出CO2可用作农作物种植温室施肥。这个过程是让烟气在一个以上的涡流后燃烧室中进行多级后燃烧实现的，过程中烟气也会吸收陶瓷材料衬里5中的热能。在其它工艺参数不发生变化的情况下仅改变烟气供应通道的横截面面积即可改变热出力，该方法几乎实现CO、焦油、粉尘和二噁英的零排放。当添加尿素溶液以降低NOx的排放时，应通过在第一涡流后燃烧室3中保持稳定且最佳的温度从而实现效率的最高。

技术领域

本发明涉及一种来自固体燃料，尤其是生物质燃料的烟气通过后燃烧产出纯净烟气的方法。本发明中烟气纯净度可根据不同应用场景进行调整，后燃烧是在一个以上的，控温条件下的大流量三次给风的涡流后燃烧室中进行的。

纯净烟气在一定的燃烧周期中生出，本发明的方法允许重污染天气时通过特定的驱动方式将新鲜空气与纯净烟气混合后用于干燥谷物，本发明方法还使得实质性利用尾部废烟气成为可能，例如将尾部废烟气中的CO2用作农作物种植温室肥料，还可以用在小型的、分散式热力系统中安全的焚烧垃圾。

背景技术

将化石燃料热力系统转换为固体生物质燃料(尤其是更困难的秸秆燃料)热力系统并实现可随时随地补充空气，需要导入全新的、燃烧更加清洁的系统。它要求燃烧装置排放的CO稳定低于10ppm，还可以在重污染天气条件下完全实现尾部废烟气排放优良，这样的热力系统目前尚未有见到。

农作物种植温室需要热量才能实现高产，同时还需要清洁的CO2做为肥料。而以往农作物种植温室主要是通过以天然气等为燃料实现以上目标，因为它几乎是产出无味，不含CO、粉尘、焦油和氯化碳氢化合物等污染物的烟气的唯一途径，而且只有使用天然气才能使氮氧化物含量保持在非常低的水平。而使用生物质，尤其是使用秸秆的热力系统则无法满足以上要求，因此迄今为止在中国禁止用“热烟气+空气”直接混合成的干燥空气干燥谷物。

如果要做到不使用换热器和烟囱等来减少无效热损耗、不使用除尘器、能量转换更加高效且尾部废烟气不含有害成分，以往的燃烧系统建造方法无法满足实现以上目标。

用于改善燃烧纯度的技术广泛存在，在垃圾焚烧时可使用昂贵的天然气或者燃油助燃以保证必需的燃烧温度。而根据CN 201811655101.7还可以使用稻草燃烧时的第二个燃烧装置来支持必要的燃烧温度，但该方法虽可避免二噁英产生，但尚未完全摆脱其它的燃料有害残留物对尾部烟气排放的困扰。

目前尚未见更多的与生物质燃烧相关联的、用燃烧系统储存热量并补充到燃烧过程以支持燃烧过程的技术报道，而一般在劣质煤的燃烧系统通常采用提供过量空气的方法，但这会大大降低热效率并增加燃料消耗。

如因给风造成烟气燃烧温度下降并导致碳气化或燃烧温度无法始终维持在800℃以上，或者由于没有足够长的燃烧时间从而无法实现烟气中未燃烧颗粒的充分燃烧，即便是实现了给风，但如没有进一步的工艺方法也无法实现真正的清洁燃烧和排放。

以往都是将一次风直接添加到燃料中，其燃烧时的空气量远超出燃料燃烧理论所需，但未见有将三次风添加到已接近清洁燃烧烟气中的，也尚未见到更多的用固体燃料，特别是用作物秸秆做为燃料时产出最纯净尾部烟气的工艺方法和装置。

NOx对大气的污染是一个日益严重的问题，向烟气中添加尿素溶液或氨是降低NOx排放的众所周知的方法该方法同样适用于生物质燃烧，但由于成本原因以上方法用在降低生物质燃烧NOx排放时无法使用催化剂，即所谓选择性非催化还原脱除NOx法(SNCR)。SNCR仅在很小的一个温度范围内才能发挥良好作用，当反应温度低于890℃时NH₃的反应不完全会造成所谓的“氨穿透”，当温度高于910℃时NH₃氧化为NO的量增加从而导致NOx排放浓度增大，所以SNCR法的温度控制至关重要。