專利名稱：一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃燒裝置。
背景技術：
煤粉燃燒是形成氮氧化物(NOx)的重要來源，通常燃用無煙煤、貧煤鍋爐的NOx排放量在900～1200mg/m3，燃用煙煤鍋爐的NOx排放量在600～850mg/m3，燃用褐煤鍋爐的NOx排放量在400～600mg/m3。氮氧化物(NOx)是造成大氣污染的主要污染源，它除了形成酸雨，破壞生態環境，還能形成光化學煙霧，危害人類健康。另外，燃煤鍋爐中的SOx排放量高。煤炭燃燒是NOx的主要來源之一，為了控制日益嚴重的NOx污染，國家環境保護總局和國家質量監督檢驗檢疫總局發布的新的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)在2004年1月1日開始實施，《排放標準》較過去的標準更加嚴格，分時段及燃煤干燥無灰基揮發分含量對新建及現役機組的氮氧化物排放都進行相應的規定。如果不采取低NOx排放措施，很難滿足NOx的排放要求。國家發展計劃委員會、財政部、國家環境保護總局、國家經濟貿易委員會根據國務院《排污費征收使用管理條例》(國務院令字第369號)制定的《排污費征收標準管理辦法》規定，2004年7月1日起對氮氧化物按每一污染當量(氮氧化物的排污當量為0.95千克)0.6元直接向排放環境污染物的單位收費。
煤粉鍋爐的NOx控制主要有兩種途徑，一是采用濃淡低氧化氮燃燒技術減少NOx的生成，二是從煙氣中脫除NOx。采用濃淡噴口對抑制NOx生成，減少NOx排放量，其脫硝率在20％～30％以下，因此無法滿足日益嚴格的環保要求。天然氣再燃法的脫硝率可以達到70％以上，目前國內外在再燃脫硝方面主要采用天然氣，我國天然氣資源主要分布在西部，因此東部及沿海地區發展天然氣再燃脫硝受到限制。生物質能源是綠色能源之一，源于太陽能。綠色植物大約能捕獲0.024％太陽能，并通過光合作用轉變成植物體內有機物的化學能，即生物質能。發展以生物質為原料的綠色能源轉化，可以實現二氧化碳減排，既是我國實現生物質能源高效利用、解決能源危機的重要途徑，又是我國加強生態環境建設，減少溫室氣體排放重要途徑。開發利用生物質能源，對我國電力工業及整個國民經濟的發展都是有十分重要的意義。
實用新型內容本實用新型就是針對現有燃燒裝置存在NOx排放量大、不能有效利用生物質能源的弊端，從而提供一種可以高效利用生物質能源的同時又極大的降低NOx排放量的生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，它包括爐膛1，爐膛1內設有煤粉主燃燒區1-1，在所述煤粉主燃燒區1-1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側壁或四角上還安裝有生物質燃燒器噴口3-1。本實用新型具有如下優點1.利用現有的生物質資源，有效降低NOx排放量。通過采用濃淡噴口可在一定程度上降低煤粉燃燒形成的NOx，NOx排放一般下降20％～30％。生物質燃料揮發分高，生物質燃燒器再燃將形成的NOx進一步還原為N2。其綜合脫硝率達60％以上。2.生物質燃料一般發熱量低、水分高、不易著火，煤粉濃淡燃燒穩燃能力強，生物質燃料直接噴入煤粉燃燒形成的高溫煙氣中，彌補了生物質燃料不易著火的缺點，保證了生物質燃料的著火、燃燒和燃盡。3.本實用新型可以對現役機組鍋爐進行改造。適應于各種煤粉鍋爐，具有廣闊的應用前景。4.實現了生物質的大規模利用，減少了溫室氣體CO2排放。5.降低SOx排放。生物質燃料中硫的含量低，噴入生物質燃料后，部分生物質燃料取代了一部分煤粉，使總的SOx排放下降。
圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是具體實施方式
二的結構示意圖，圖3是具體實施方式
三的結構示意圖，圖4是圖1的的A-A剖視圖，圖5是圖2的B-B剖視圖，圖6是圖3的C-C剖視圖。
具體實施方式
具體實施方式
一參照圖1，圖4，本實施方式包括爐膛1，爐膛1內設有煤粉主燃燒區1-1，在所述煤粉主燃燒區1-1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側壁或四角上還安裝有生物質燃燒器噴口3-1。本實施方式所述生物質燃燒器噴口3-1安裝在煤粉主燃燒區1-1的爐膛側壁上。所述生物質燃燒器噴口3-1和與其連接的生物質輸送連接管3-2共同組成生物質燃燒器3。所述生物質燃燒器3與生物質燃料的氣力輸送系統6連接，生物質燃料的氣力輸送系統6包括生物質燃料料斗6-1、生物質燃料給料機6-2、混合器6-3和氣力輸送管道6-4，所述生物質燃料料斗6-1設置在生物質燃料給料機6-2的上方，生物質燃料給料機6-2的出口端及氣力輸送管道6-4的出口端都同時與生物質輸送連接管3-2連通。
當燃用的生物質燃料水份含量較大，著火燃盡較困難時，采用本實施方式將生物質燃燒器噴口3-1安裝在煤粉主燃燒區1-1的爐膛側壁上的位置，這樣，煤粉主燃燒區1-1同時又是生物質燃燒區，對于生物質燃料，依靠煤粉燃燒形成的高溫，可以保證它的著火；同時，生物質燃料在爐內停留時間較長，可以保證其充分的燃燒。另外，由于生物質燃料與煤粉相比，一般含氮量低，用大量的生物質燃料替代煤粉，可以保證較低的NOX排放；同時，生物質燃料析出的大量揮發份也可以將煤粉燃燒形成的NOX還原成N2，從而進一步降低NOX的排放。
具體實施方式
二參照圖2，本實施方式中，所述生物質燃燒區1-1的上部為還原區1-2，本實施方式與具體實施方式
一的不同之處在于，生物質燃燒器噴口3-1安裝在還原區1-2的爐膛側壁上，參照圖5，這時，還原區1-2為生物質燃燒區。
一次風煤粉氣流送入爐膛1時，在水平方向分別由濃淡燃燒器噴口分成濃煤粉氣流和淡煤粉氣流，濃煤粉氣流位于向火側，濃煤粉氣流可以降低一次風煤粉氣流的著火熱，火焰傳播速度加快，可以保證煤粉在主燃燒區1-1穩定燃燒，濃煤粉氣流和淡煤粉氣流的煤粉燃燒處于偏離化學當量比燃燒，有利于降低NOx的排放。占入爐總熱量80％～99.5％的燃料為煤粉，并在主燃燒區1-1進行燃燒。采用此部分的裝置可以減少NOx的生成量的20％～30％。經過破碎到一定粒度的生物質燃料儲存在生物質燃料料斗6-1中，生物質燃料由給料機6-2定量給出，經過混合器6-3由送風管6-4來的溫度可調的溫熱風送入生物質燃燒器3。占入爐總熱量0.5％～20％的燃料為生物質燃料，生物質燃料氣粉混合物經過生物質燃料燃燒噴口3-1噴入爐膛1的還原區1-2，完成生物質燃料的燃燒，對于著火燃燒性能極好的生物質燃料，其燃燒效率可達99％以上，其次生物質燃料含氮量低揮發分高，與爐膛1的主燃燒區1-1的高溫煙氣中NOx發生還原反應，把NOx還原為N2，從而降低煤粉鍋爐的NOx的排放量。采用生物質燃料再燃脫硝可以使NOx的排放量再降低30％～40％，使其綜合脫硝率達60％以上。
具體實施方式
三參照圖3，在還原區1-2的上部為燃盡區1-3，本實施方式與具體實施方式
二不同之處在于，在燃盡區1-3的爐膛側壁或四角上安裝有燃盡風噴口4，所述燃盡風噴口4與送風管道7連通；參照圖6，生物質燃燒器噴口3-1安裝在還原區1-2的爐膛四角上。
燃盡風噴口4主要用于生物質燃料和煤粉燃盡提供氧氣。燃盡風在爐膛上部的燃盡區1-3送入，由于有部分空氣從噴口4噴入該區，可以促使生物質燃料和煤粉粒子進一步燃燒，同時減少了下部爐膛的空氣量，使下部爐膛煤粉及生物質處于更低的過量空氣下進行燃燒，更有利于降低NOX的排放。生物質燃料和煤粉完全燃燒產生的煙氣經過過熱器、省煤器、再熱器和空氣預熱器進行熱交換，最后經除塵器凈化，在引風機的作用下由煙囪排出，這樣可以更好的實現生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的功能。
通過本實施方式的燃燒，可以實現煤粉和生物質燃料的燃盡率高，NOx的排放量低的目的，既可以完成對生物質燃料的能源利用，又可以對煤粉鍋爐產生的NOx的排放量高的問題進行脫硝，總的SOx排放下降，減少了溫室氣體CO2排放，達到利用能源、保護環境的目的，容易對現役鍋爐和新建機組鍋爐的改造，該項技術具有廣泛的推廣、使用價值。
權利要求1.一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，它包括爐膛(1)，爐膛(1)內設有煤粉主燃燒區(1-1)，其特征在于在所述煤粉主燃燒區(1-1)的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口(2)，在所述爐膛(1)的側壁或四角上還安裝有生物質燃燒器噴口(3-1)。
2.根據權利要求1所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質燃燒器噴口(3-1)安裝在煤粉主燃燒區(1-1)的爐膛側壁或四角上。
3.根據權利要求1所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質燃燒區(1-1)的上部為還原區(1-2)，所述生物質燃燒器噴口(3-1)安裝在還原區(1-2)的爐膛側壁或四角上。
4.根據權利要求3所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述還原區(1-2)的上部為燃盡區(1-3)，在燃盡區(1-3)的爐膛側壁或四角上安裝有燃盡風噴口(4)。
5.根據權利要求4所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述燃盡風噴口(4)與送風管道(7)連通。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質燃燒器噴口(3-1)和與其連接的生物質輸送連接管(3-2)共同組成生物質燃燒器(3)。
7.根據權利要求6所述的一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，其特征在于所述生物質燃燒器(3)與生物質燃料的氣力輸送系統(6)連接，生物質燃料的氣力輸送系統(6)包括生物質燃料料斗(6-1)、生物質燃料給料機(6-2)、混合器(6-3)和氣力輸送管道(6-4)，所述生物質燃料料斗(6-1)設置在生物質燃料給料機(6-2)的上方，生物質燃料給料機(6-2)的出口端及氣力輸送管道(6-4)的出口端都同時與生物質輸送連接管(3-2)連通。
專利摘要一種生物質與煤粉復合燃燒及生物質再燃脫硝的燃燒裝置，涉及一種燃燒裝置。現有燃燒裝置存在NOx排放量大、不能有效利用生物質能源的弊端。本實用新型包括爐膛1，爐膛1內設有煤粉主燃燒區1－1，在所述煤粉主燃燒區1－1的爐膛四角上安裝有燃燒器濃淡噴口2，在所述爐膛1的側壁或四角上還安裝有生物質燃燒器噴口3－1。本實用新型具有如下優點使NOx排放可以下降60％以上；生物質燃料的噴入保證了生物質燃料的著火、燃燒和燃盡；實現了生物質的大規模利用，減少了溫室氣體CO
文檔編號F23C7/00GK2804615SQ200520020559
公開日2006年8月9日 申請日期2005年4月6日 優先權日2005年4月6日
發明者李爭起, 朱群益, 賽俊聰, 孫紹增, 吳少華 申請人:哈爾濱工業大學