[发明专利]燃用高温荒煤气的直流燃烧器

说明书

燃用高温荒煤气的直流燃烧器，属于高效洁净煤燃烧技术领域。本发明解决了针对现有技术中低NOx燃烧器并不适用于荒煤气的高效低NOx直流燃烧及现有技术中由于不存在一种高效低NOx荒煤气直流燃烧器，使其无法为分段耦合煤粉燃烧技术配置荒煤气直流燃烧器的问题。本发明包括中心管、荒煤气进气管道、浓荒煤气管道、一级配风管道、淡荒煤气管道、向火侧壁板、多孔浓缩栅、分裂栅、钝体、荒煤气扩散环、水冷盘管冷却系统和多重扩散火焰发生器；基于荒煤气水平浓淡分级、多重扩散火焰、钝体涡外边界层内着火稳燃、富燃料燃烧、水冷和空冷综合冷却技术，实现荒煤气燃烧；本发明适用于广泛煤种的分段耦合煤粉燃烧。

技术领域

本发明属于高效洁净煤燃烧技术领域。

背景技术

尽管国内外研发了各种各样的燃煤技术，表现在难燃的低挥发分无烟煤、贫煤、焦炭 等燃料燃烧上，由于在同一个设备上同时实现高效洁净的理化条件往往相互制约，因此， 研发同时实现着火稳燃、高效、低NOx、防结渣及高温腐蚀、负荷响应快、低负荷性能优良的煤燃烧技术依然面临挑战。

针对难燃的低挥发分无烟煤、贫煤、焦炭等燃料燃烧，现有技术提供了一种分段耦合 煤粉燃烧装置及方法，基于煤燃烧热化学转化不同阶段利用不同的设备针对性地实施热解、 燃烧、破碎、气化、脱硫、颗粒分选、碳转化、燃尽的理论设计，并利用炉内新结构实施各阶段质量、动量、能量有效耦合的结构设计，将优选的双涡快速流化床的低温热解段和煤粉炉的高温碳转化段结合起来，通过各段的独立控制，打破同一设备中实施高效洁净煤燃烧理化条件的相互制约，发挥各段优势并克服各段劣势，从而能够同时实现煤、特别是难燃的劣质煤的着火稳燃、高效、低NOx、防结渣及高温腐蚀、负荷响应快、低负荷性能 优良的煤粉燃烧，并拓展了燃烧设备的煤种适应性。但是分段耦合煤粉燃烧技术中，必须 为高温碳转化段实施碳转化、燃尽的煤粉炉配置高性能荒煤气直流/旋流燃烧器以有效耦合 燃烧低温段双涡快速流化床产生的荒煤气，才能现实地实施一种分段耦合煤粉燃烧，实现 广泛煤种的高效洁净煤粉燃烧。

具体地，一种分段耦合煤粉燃烧过程分两段实施，在小于980℃低温段，利用优选的 双涡快速流化床，将粒径小于10mm的煤、特别是难燃煤颗粒，通过离心流化，独立地实施干燥、热解、燃烧、破碎、气化、脱硫、颗粒分选，将燃料重整为荒煤气，所以，所述 的荒煤气是在低温段由优选的双涡快速流化床产生的、压力小于3MPa、温度为500℃至 980℃、可燃气中仅含带颗粒粒径小于70μm的半焦、焦炭颗粒的气固两相流；而在大于980℃ 高温段，煤粉炉中需要配置一种直流/旋流荒煤气燃烧器，使荒煤气在煤粉炉中独立地实施 高效洁净燃烧，从而才能最终实现一种分段耦合煤粉燃烧过程中能够同时实现广泛煤种特 别是难燃煤的着火稳燃、高效、低NOx、防结渣及高温腐蚀、负荷响应快、低负荷性能优 良的煤粉燃烧。但是，在现有技术中没有为分段耦合煤粉燃烧技术中配备相应的荒煤气直 流燃烧器，以实现高温碳转化段高效低NOx直流燃烧；且现有技术中，虽然欧盟公开了 Injector低NOx高效氢直流燃烧器，以及经典的绝对着火稳燃大过量空气系数低NOx燃油 直流燃烧器，但是燃料及燃烧目的不同，它们均不适用于所述荒煤气直流燃烧，此外，还 公开了一种煤粉直流燃烧器，能有效抑制燃料型NOx发生，但抑制热力型NOx产生的技 术不完善；因此，由于燃料不同、燃烧目的不同，现有低NOx直流燃烧器并不适用于所述 荒煤气的高效低NOx直流燃烧。

综上，针对现有技术中低NOx燃烧器并不适用于荒煤气的高效低NOx直流燃烧及现有技术中由于不存在一种高效低NOx荒煤气直流燃烧器，使其无法为分段耦合煤粉燃烧技术配置荒煤气直流燃烧器的问题，因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决针对现有技术中低NOx燃烧器并不适用于荒煤气的高效低NOx直流燃烧及现有技术中由于不存在一种高效低NOx荒煤气直流燃烧器，使其无法为分段耦合煤粉燃烧技术配置荒煤气直流燃烧器的问题，本发明提供了燃用高温荒煤气的直流燃烧器。

燃用高温荒煤气的直流燃烧器的第一种结构：