一种解耦燃烧机械炉排炉及其燃烧方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113739134A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202010468258.X(22)申请日2020.05.28(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人郝江平刘新华高士秋张楠韩健(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.F23B30/08(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种解耦燃烧机械炉排炉及其燃烧方法(57)摘要本发明提供了一种解耦燃烧机械炉排炉及其燃烧方法，所述机械炉排炉包括预燃装置和主炉体，所述主炉体包括主炉排、顶拱、后墙以及炉膛，所述后墙上设有后拱；所述主炉排上方沿运动方向依次设有第一、第二下隔墙；下隔墙上独立地设有调节风管；所述顶拱上沿气体流动方向依次设有第一、第二上隔墙，将下隔墙上方区域对应划分为气化燃烧区、过渡燃烧区和燃尽区。本发明通过将主炉体划分为不同燃烧区，设置不同隔墙与调节风，提高了炉膛内煤气、烟气与调节风的混合效果，使炉膛形成的还原性燃烧区更为稳定，组分更易控制，精确控制还原性气氛向氧化性气氛的过渡，减小燃尽区NOx浓度的反弹，改善分区燃烧效果，实现低NOx排放和更高的燃烧效率。CN113739134ACN113739134A权利要求书1/2页1.一种解耦燃烧机械炉排炉，其特征在于，所述机械炉排炉包括预燃装置和主炉体，所述预燃装置的出口和主炉体的入口相连；所述主炉体包括主炉排、顶拱、后墙以及由所述主炉排、顶拱和后墙围成的炉膛，所述预燃装置位于主炉排的前部上方，所述顶拱位于主炉排的上方，所述后墙位于主炉排的后部上方，所述后墙的下部与主炉排的后部之间设有排渣口，所述后墙的上部与顶拱的后部之间设有烟气出口；所述后墙上设有向炉膛内延伸的后拱，所述后拱将炉膛的后部分为上下两部分，将排渣口和烟气出口隔开；所述主炉排的上方沿主炉排运动方向依次设有第一下隔墙和第二下隔墙，所述下隔墙与主炉排之间的区域为燃料通道，所述下隔墙与顶拱之间的区域为气体通道；所述第一下隔墙和第二下隔墙上独立地设有调节风管；所述顶拱上沿气体流动方向依次设有向炉膛延伸的第一上隔墙和第二上隔墙，将下隔墙上方区域对应划分为气化燃烧区、过渡燃烧区和燃尽区，所述第一上隔墙的横向位置位于第一下隔墙和第二下隔墙之间，所述第二上隔墙的横向位置位于第二下隔墙后方。2.根据权利要求1所述的机械炉排炉，其特征在于，所述顶拱的前段与预燃装置的上部连接；优选地，所述第一下隔墙设置于主炉排前端的上方，所述第一下隔墙上设有调节闸板；优选地，所述第一下隔墙底部到主炉排的距离大于第二下隔墙到主炉排的距离；优选地，所述第一下隔墙和第二下隔墙之间的距离为主炉排长度的50～75％。3.根据权利要求1或2所述的机械炉排炉，其特征在于，所述第一下隔墙的上部设有第一调节风管，所述第一调节风管连接有至少一支第一调节风喷管；优选地，所述第二下隔墙的上部设有第二调节风管，所述第二调节风管连接有至少一支第二调节风喷管。4.根据权利要求1-3任一项所述的机械炉排炉，其特征在于，所述第一上隔墙的底部到主炉排的距离是顶拱到主炉排的距离的1/3～2/3；优选地，所述第二上隔墙的底部到主炉排的距离是顶拱到主炉排的距离的1/2～4/5。5.根据权利要求1-4任一项所述的机械炉排炉，其特征在于，所述主炉排下方对应第一下隔墙和第二下隔墙之间的区域设有气化燃烧区风室；优选地，所述主炉排下方对应第二下隔墙后方的区域设有燃尽区风室；优选地，所述燃尽区设有燃尽风喷口，所述燃尽风喷口设置于顶拱的下部、后拱的前端或炉膛的侧墙上。6.一种采用权利要求1-5任一项所述的机械炉排炉进行解耦燃烧的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)固体燃料进行预燃，热解气化生成半焦和热解气化煤气；(2)步骤(1)生成的半焦进入主炉排后随主炉排运动，发生气化燃烧反应；步骤(1)生成的热解气化煤气进入气化燃烧区，与半焦气化燃烧产生的煤气混合后进行还原性燃烧；(3)步骤(2)所述还原性燃烧产生的烟气进入过渡燃烧区，在通风条件下与气化燃烧区后部产生的煤气混合燃烧；步骤(2)所述半焦经过第二下隔墙后，在气体作用下充分燃尽，得到固体炉渣；(4)步骤(3)所述混合燃烧后产生的烟气在过量空气作用下充分燃尽，然后经烟气出口离开。2CN113739134A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述固体燃料包括煤和/或生物质；优选地，步骤(1)所述预燃在预燃装置内进行；优选地，所述预燃装置采用下点火方式燃烧。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述半焦气化燃烧过程中从气化燃烧区风室通