[发明专利]由褐煤获取能量的方法

说明书

本发明涉及一种具有权利要求1前叙部分的技术特征由褐煤获取能量的方法。

一种这样的方法作为随后在干褐煤沸腾床上气化的前段是已公知的(BWK41(1989)231-243页)。由于干燥使用低温能级热，按能量利用观点这种干燥方法是有益的。但另一方面干燥设备是昂贵的，并且褐煤颗粒度相对地比较大直至6mm。一种如此粗的煤很难完全燃烧，同时这种粗粒容易附带生成NOx。

另外已公知水含量低于65％的原褐煤在磨碎过程中，例如在鼓风磨碎机或鼓风锤式磨碎机中，进行干燥。同时磨碎机由连接的炉膛抽入温度约为900℃的热烟气。这种磨碎干燥的方法可提供一种适于燃烧的细粒磨碎煤，此外为了传热，在燃烧室和辐射区中有大量足够的循环气可供使用，然而这种干燥方法使用高温能级的热，因此设备的热效率降低。另外已知炉子的燃烧室安装有多个磨碎机，其中每一台磨碎机供一组喷火咀以燃料。因出于备用的原因至少总有一台磨碎机不运转，因此一个水平的所有喷火咀总不能全都供燃料，所以每层喷火咀面的供料是不均匀的。

本发明的任务是：完成一种由褐煤获取能量的方法，在低温利用干燥褐煤的有利效率，并燃烧干燥的褐煤，平衡为干燥褐煤而提高的设备昂贵费用并且燃烧过程完全且少NOx。

按照本发明此任务在一种类型的方法中通过权利要求1的特征部分的技术特征得以解决，发明的有利实施方案是多项从属权利要求的主题，本发明的方法及其优点将在下面予以说明。

适当地破碎水含量为45至60％的原褐煤，例如至最大粒度为6mm，接着将破碎的原褐煤送入沸腾床干燥器在低温50至150℃之间进行干燥，作为干燥和流化介质向干燥器输入水蒸汽。在沸腾床干燥器中加热原褐煤至约110℃，因此水含量降至约12％，也可用管式干燥器代替沸腾床干燥器，在管式干燥器中使用例如来自电厂蒸汽轮机的低压蒸汽作为热介质。

使干燥的相对较粗的褐煤在放弃费用昂贵的磨碎机情况下不作进一步的后处理在锅炉的燃烧室中燃烧，燃烧室包括炉膛，炉膛逐渐转为辐射区，烟道连着辐射区，在烟道中安装有串联的加热面，燃烧室的墙安装了喷火咀。

将干燥的褐煤借助于气体载体直接输送到喷火咀，也可使干燥的褐煤先贮存于中间仓中，由中间仓向喷火咀供应燃料。

这些喷火咀是如此构成的，使在喷火咀喷口中的褐煤在煤—气体载体—混合物中不分层并均匀分布，满足此项任务的喷火咀曾在申请人的德国专利申请案4407198.1中描述过。这些喷火咀由一环形风道所围绕构成圆形喷火咀，在喷火咀输入端部分装有置换器和旋流器并在喷火咀喷口中装有一稳定环，环上带有向内定向的片。这种片突然地抑制褐煤颗粒，使褐煤管气组分的回火速度部分地大于其流速。因此在靠近喷火咀喷口的褐煤尽管氧成分很少仍可控制点燃，所以这些喷火咀在缺氧情况仍能运转。

将低于化学计算数量的燃烧空气输给喷火咀，基于喷火咀的特殊构造空气系数可降至n＜0.8而不出现CO问题。在这样低的空气系数时降低了最高燃烧温度并生成少许的NOx，剩余的燃烧空气作为燃尽空气经喷咀吹入燃烧室。

因为干燥的褐煤无二次破碎输入喷火咀，所以在燃烧室墙上安装喷火咀并无空间限制而且可自由选择，喷火咀可对称地安装在一个横截平面上并定位使燃料射束垂直于燃烧室墙壁方向对着燃烧室的内部空间喷射。以这种方式使未燃的气体CO及在褐煤燃烧时产生的粘的或熔化的灰组分尽可能地避开燃烧室墙壁。尽管在喷火咀喷口的比率低于化学计算量还是避免了由于侵蚀对墙壁造成的损害。

这些喷咀也可以这样定位，使喷出的燃料射束形成旋转火焰，同时使粘的或熔化的灰组分碰到燃烧室墙壁。形成液态出渣炉膛，在其燃烧室中温度高于褐煤灰的流动点，使灰分尽可能多的以液态形式排出，由此烟气带走很少灰粒，这种灰粒能导致锅炉的加热面磨损。

安装在一个水平面上的喷火咀对称地供应燃料。以这种方式在燃烧室横截面上获得均匀温度分布。在垂直方向安装喷火咀和燃尽空气输入的喷咀，考虑观点是保证褐煤燃烧完全。此外应避免高峰温度，使在燃烧室和连接的辐射区中即使在垂直方向也达到均匀温度分布。这种温度运行通过下述情况将是可能的，在安装喷火咀时既不必考虑磨碎机的运转也不必顾及磨碎机进出输送管道的所需空间。

同已知的褐煤碾磨干燥相比，使用所述的干燥方法，当接着把干燥的褐煤送入炉膛时，减少了随褐煤一起进入炉膛的含水蒸汽的废气的量。供锅炉加热面使用的传热介质数量较小，因此使燃烧室容积变小并由此使整个锅炉的容积缩小。

在辐射区安装隔墙，这样可提高加热面强度，从而进一步减少整个锅炉的建造体积。